קוטביות

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
מולקולת מים: באדום - מטען שלילי חלקי, בכחול - מטען חיובי חלקי. אטום החמצן האלקטרושלילי מושך אליו את האלקטרונים בחוזק רב יותר מאטומי המימן, וכך נוצרת הקטביות במולקולת המים

קוטביות (בלועזית: פּוֹלאריוּת, Polarity) היא תכונה של קשרים כימיים, המתארת את חלוקת המטען החשמלי בין שני האטומים המשתתפים בקשר. בקשר בעל קוטביות גבוהה, רוב המטען מרוכז ליד אחד מהאטומים בקשר. לעומת זאת, כאשר המטען החשמלי מתחלק באופן שווה בין האטומים בקשר, הקשר אינו קוטבי.

קשרים ומולקולות קוטביים[עריכת קוד מקור | עריכה]

קשר קוטבי (או פולארי) הוא קשר בין שני אטומים בעלי אלקטרושליליות שונה. האטום האלקטרושלילי יותר מושך אליו את האלקטרונים המשותפים ביתר חוזקה, ועקב כך שורר סביבו מטען חשמלי שלילי (מטען זה חלקי, כיוון שמשיכת האלקטרונים אינה מוחלטת; להבדיל ממטען המצוי ביונים, למשל). לעומת זאת, סביב האטום הפחות אלקטרושלילי שורר מטען חשמלי חיובי (הנובע מהפרוטונים שבגרעין).

כדי שקשר יהיה קוטבי, על ההבדל באלקטרושליליות בין שני האטומים להיות גדול מ-0.3. הבדל קטן מ-0.3 קיים בקשרים קוולנטיים "טהורים" (במולקולות דו-אטומיות, למשל, כמו O2). אם ההבדל גדול מ-2.0 הקוטביות רבה מאוד; קשה לומר שהאלקטרונים "משותפים" לשני האטומים (זוהי ההגדרה של קשר קוולנטי - קשר בו האלקטרונים משותפים לשני האטומים), כיוון שהם נמצאים בעיקר סביב האטום האלקטרושלילי יותר; לפיכך, קשרים בהם ההבדל גדול מ- 2.0 הם קשרים יוניים ולא קוולנטיים.

קשרים קוטביים במולקולה אינם גורמים בהכרח לכל המולקולה להיות קוטבית. פחמן דו-חמצני, למשל, היוא מולקולה קווית הנראית כך מבחינה מרחבית: O=C=O. כל אחד משני הקשרים הקוולנטיים קוטבי, שכן ההבדל באלקטרושליליות בין חמצן (3.44) לבין פחמן (2.55) הוא 0.89 (ראו טבלה בערך אלקטרושליליות). למרות זאת, המולקולה אינה קוטבית, שכן המטען השלילי סביב החמצן הימני מאוזן על ידי המטען השלילי סביב החמצן בצד שמאל.

הפירוש של המושג חומר הידרופילי, במקור, הוא חומר המתמוסס בצורה טובה במים. חומרים קוטביים מתמוססים היטב בחומרים קוטביים אחרים, והיות והמים קוטביים, הרי שכל החומרים הקוטביים מתמוססים בהם בצורה טובה. הידרופילי, אם כן, הפך במשך הזמן שם נרדף לקוטבי, אם כי מבחינה כימית אין חפיפה מוחלטת בין שני המושגים. באופן דומה, חומר הידרופובי הפך שם נרדף לחומר לא-קוטבי.

חשיבות[עריכת קוד מקור | עריכה]

אטומים בעלי מטען חלקי שלילי נמשכים, בהתאם לחוקי האלקטרוסטטיקה, לאטומים בעלי מטען חלקי חיובי. לתופעה זו השלכות רבות. בעזרת הבנה וזיהוי של קוטביותם של קשרים ניתן לחזות את המבנה התלת-ממדי של המולקולה, את תכונותיה הפיזיקליות (נקודת התכה, רתיחה וכו') ואת נטייתה להגיב עם מולקולות אחרות.

דוגמה שכיחה למשיכה בין מולקולות קוטביות היא קשרי מימן. בין מולקולות לא-קוטביות קיימים קשרים אחרים, אשר אינם מבוססים על קוטביות - קשרי ואן דר ואלס, למשל.