קשר כימי

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

קשר כימי הוא אינטראקציה בין מטענים חשמליים של מרכיבי אטומים, של אטומים שלמים או של מולקולות הגורמת לזיקה בין אטומים או מולקולות. קשרים אלו הם המעניקים לחומרים שונים את מגוון תכונותיהם, ובלעדיהם לא היו בעולם תרכובות.

סיווג קשרים כימיים[עריכת קוד מקור | עריכה]

קשרים כימיים מסווגים על פי עוצמתם ואופיים, הנקבעים על פי תכונות האטומים המשתתפים. מבחינים בין מספר סוגי קשרים:

קשרים תוך-מולקולריים[עריכת קוד מקור | עריכה]

קשרים תוך-מולקולריים הם הקשרים המקשרים בין אטומים הערוכים במולקולות.

  • קשר קוולנטי (קו-ולנטי, משתף ערכיות) - קשר הנוצר בין שני אטומים כתוצאה משיתוף הדדי של אלקטרוני הערכיות שלהם, קושר אותם זה לזה ויוצר מולקולה. המולקולה, לפיכך, בנויה ממספר אטומים הקשורים ביניהם קוולנטית. לעתים נוצרים שניים או שלושה קשרים קוולנטיים (כפולים או משולשים) בין אותם אטומים. נהוג לסווג קשרים קוולנטיים בהתאם לסימטריה המאפיינת אותם. חלוקה זו מבדילה בין קשרי סיגמא, קשרי פאי וקשרי דלתא. האלקטרונים המהווים חלק מקשר קוולנטי נקראים אלקטרונים קושרים. קשר קוולנטי יכול להיות לא שוויוני, באופן שהאלקטרונים יתקרבו יותר לאחד האטומים, וייצרו קוטב במולקולה. לקשרים קוולנטים חשיבות מרכזית בכימיה אורגנית. קשר קוולנטי משולש חזק יותר מקשר קוולנטי כפול, כמו כן קשר כפול חזק מיחיד. בנוסף, קשרים קוולנטיים הם הקשרים שבין האטומים של חומרים אטומריים, כגון פחמן.
  • קשר קואורדינטיבי - סוג של קשר קוולנטי, הכרוך בתרומת אלקטרונים על ידי אטום אחד בלבד. נוצר בין קטיון לאטומים או למולקולות תורמות אלקטרונים. קשרים קואורדינטיביים משמשים באתרים פעילים באנזימים רבים ואף בקטליזה כימית בתעשייה.

קשרים כימיים בין-מולקולריים[עריכת קוד מקור | עריכה]

קשרים אלו מתקיימים בין מולקולות נפרדות של אותו חומר או של חומרים שונים המעורבבים זה בזה.

  • קשרי מימן - קשר הנוצר בין שתי מולקולות מקוטבות, כלומר כאלו הנושאות מטען חשמלי קבוע וגדול יחסית. מטען זה נוצר בשל קשר קוולנטי מקוטב בין אטום מימן לבין אטום של אחד משלושה יסודות בעלי אלקטרושליליות גבוהה: פלואור, חמצן או חנקן. קשרי מימן הם הקשרים הבין מולקולריים החזקים ביותר: הם אחראים לכך שהמים הם נוזל בטמפרטורת החדר, על אף מסתם המולקולרית הנמוכה. הם משחקים תפקיד מרכזי בתהליכים כימיים וביולוגיים רבים - קשרי המימן מאפשרים את קריאתו של הקוד הגנטי ב-DNA, לדוגמה.
  • קשרי ואן דר ואלס - קשר בין-מולקולרי בין קטבים הנוצרים זמנית במולקולות סמוכות, בשל תנועתם האקראית של האלקטרונים בהן. קשר זה קיים בין כל שתי מולקולות, וחשיבותו עולה ככל שמספר האלקטרונים במולקולה עולה - זו הסיבה שמולקולות גדולות יותר נמצאות במצב צבירה נוזל או מוצק בטמפרטורה נמוכה ממולקולות קטנות יותר. מכיוון שבמולקולות גדולות מתקיימים יותר קשרי ואן-דר-ואלס בין האלקטרונים, כך צריכים להשקיע יותר אנרגיה (=חום) כדי להתיר את הקשרים הללו, על מנת להמיס או לנדף את המולקולות. קשרים מסוג זה משחקים תפקיד חשוב באינטראקציות שבין מולקולות הידרופוביות מומסות.
  • אינטראקציות פאי ארומטיות - קשר הנוצר בין טבעות ארומטיות. לאינטראקציות אלו חשיבות רבה ביציבות מבנה DNA וחלבונים.

קשר מתכתי[עריכת קוד מקור | עריכה]

קשר מתכתי הוא קשר בין גרעינים חיוביים (יונים חיוביים) במתכת מוצקה ונוזלית, הנובע משיתוף של אלקטרוני הערכיות בין כל אטומי המתכת. מבנה זה, המכונה סריג מתכתי, מעניק למתכות את מוליכותן החשמלית, מאחר שהאלקטרונים אינם קשורים לשום אטום ספציפי וחופשיים לנוע וליצור זרם חשמלי. גם היכולת לעבור ריקוע, והאפקט הפוטואלקטרי הנצפה במתכות מוסברים על ידי מבנה זה. בפישוט, זהו קשר בין יונים חיוביים, הנוצרים לאחר שהאטום מסר את אלקטרוני הערכיות שלו, לבין "ים" של אלקטרונים המקיפים אותם. זו הסיבה שמודל זה לתיאור הקשר במתכת מכונה לרוב "ים אלקטרונים".

קשר יוני[עריכת קוד מקור | עריכה]

קשר יוני הוא קשר בין יונים בעלי מטענים חשמליים מנוגדים, הנוצר למשל במלח מוצק. קשר זה מאפשר את יצירתו של סריג יוני מסודר, המאפיין את המלחים המוצקים. הקשר היוני הוא קשר חזק יחסית (יותר מהקשרים הבין מולקולריים: מימן ווד"ו) אך חלש מהקשרים הקוולנטים (בחומרים האטומריים)[דרושה הבהרה], והדבר מתבטא בטמפרטורות ההתכה והרתיחה הגבוהות יחסית של המלחים. הקשר היוני עשוי להתפרק בממסים קוטביים (פולריים), מאחר שמולקולות המים מצליחות להתגבר על המשיכה בין היונים החיוביים ליונים השליליים. כך, למשל, נמס מלח השולחן במים. החומר היוני מתמוסס ונוצרים יונים ניידים בתמיסה, מסיבה זו תמיסת מלח מוליכה חשמל.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]