הצגת המקור של קשרים בין מולקולריים

חומר בצובר מורכב ממספרים עצומים של חלקיקים : אטומים , מולקולות , יונים ( שם כולל - צורונים ) .
הצורונים השונים ( בגודלם , בצורותם ובקוטביות שלהם ) נמצאים בצובר באינטראקציות שונות . לאינטראקציות בין הצורונים בצובר נהוג לקרוא כוחות בין-מולקולריים ( intermolecular forces ) - הכוחות הפועלים בין המולקולות , להבדיל מהכוחות האחראים להיווצרות קשרים כימיים בין האטומים - הקשרים הכימיים הנובעים מהכוחות התוך-מולקולריים ( intramolecular forces ) .
הכוחות הבין-מולקולריים קושרים את הצורונים זה לזה בצובר והם בעלי חשיבות מכרעת בקביעת התכונות הפיזיקליות של חומר בצובר , לכן השם הנוסף של הכוחות הבין-מולקולריים הוא קשרים בין-מולקולריים .

הערה :

חומר בצובר ( bulk matter ) - כמות מסוימת של חומר שתכונותיו נובעות מתכונות הצורונים , המרכיבים את כל אחד ממצבי צבירה של החומר ( מוצק , נוזל , גז ) .


=סוגי הקשרים הבין-מולקולריים=

קיימים הקשרים הבין-מולקולרים השונים :

1. קשרי ואן דר ואלס :
 - כוחות לונדון - בין מולקולות לא קוטביות .
 - כוחות בין מולקולות לא קוטביות לבין מולקולות קוטביות ,
 - כוחות בין מולקולות קוטביות .

2. קשרי מימן .

3. קשרים בין יונים לבין מולקולות קוטביות .

הערה:

במספר ספרי עיון "כימיה" מתייחסים לכוחות לונדון בלבד בשם "כוחות ואן דר ואלס" ומבדילים בשלוש סוגי האינטראקציות השונות , הקיימות זו לצד זו . לכל אחד מהאינטראקציות מתאימה אנרגיה פוטנציאלית טיפוסית כ- kj/mol 2 . בבית הספר אנו מתייחסים לקשרי ואן דר ואלס כלקשר מסוג אחד , המוגבר על ידי גורמים שונים ולא תמיד זה נכון! 


נתן להסביר את מקור הקשרים הבין-מולקולריים השונים על פי [[חוק קולון]] , המתאר את את האינטראקציות בין הצורונים השונים .

[[תמונה:Coulombs law02.gif|left|thumb|250px|חוק קולון]]

כל הצורונים נמשכים זה לזה כשהן במרחק של כמה רדיאוסים מולקולריים , אך דוחים זה את זה מייד כאשר ענני האלקטרוניים שלהם באים במגע. 
כתוצאה , משתנה האנרגיה הפוטנציאלית של הצורון כתלות במרחק מהצורון האחר . במרחקים בינוניים האנרגיה הפוטנציאלית נמוכה מאשר במרחק אינסופי. משיכה מורידה תמיד את האנרגיה הפוטנציאלית של הצורונים. כאשר נוצר מגע בין הצורונים האנרגיה הפוטנציאלית מתחילה לעלות , שכן דחייה מעלה תמיד את האנרגיה הפוטנציאלית של הצורונים . כאשר על הצורונים לא פועלים כוחות נוספים , כוחות המשיכה והדחייה בין הצורונים משתווים וכתוצאה הצורונים נצמדים זה לזה במרחק מסוים - נוצרו הקשרים הבין- מולקולריים .



[[תמונה:Molecule1.jpg|left|thumb|250px|מולקולת מים]]

==בין אלו הצורונים עשויות להתקיים  האינטראקציות השונות ?==

כל האינטראקציות בין הצורונים הן אינטראקציות קולוניות בין שני מטענים . 
הצורונים שונים זה מזה בקוטביות שלהם , לכן נוצרים סוגים שונים של האינטראקציות :

'''סוגי האינטראקציות :'''

1. אינטראקציות דיפול מושרה - דיפול מושרה : הצורונים המעורבים - כל סוגי המולקולות .

2. אינטראקציות דיפול - דיפול מושרה : הצורונים המעורבים - אחת המולקולות לפחות צריכה להיות קוטבית .

3. אינטראקציות דיפול - דיפול : הצורונים המעורבים - מולקולות קוטביות נייחות או מסתחררות ( בגז ) .

4. קשרי מימן : הצורונים המעורבים - מולקולות המכילות אטום מימן הקשור בקשר קוולנטי לאטום N , O , F .

5. אינטראקציות יון - דיפול : הצורונים המעורבים - יונים ומולקולות קוטביות .


הערה:

מולקולת מים היא דוגמה לצורון , המשתתף בכול סוגי האינטראקציות מ- 1 עד 5 .

דיפול - דו-קוטב קבוע , דיפול מושרה - דו-קוטב רגעי .


==מאפייני האינטראקציה==

האינטראקציות בין הצורונים גורמות לעוות האורביטלים המולקולריים של הצורונים , לשינוי חופש תנועתם , לשינוי האנרגיה הפוטנציאלית של הצורונים ולשינוי המרחק בין מרכזי הצורונים .
המאפיינים , האנרגיה הפוטנציאלית והמרחק בין הצורונים , נתנים למדידה וחישובים כמותיים והם הבסים לסיווג הקשרים הבין מולקולריים .
להשוואה של חוזק הקשרים הבין-מולקולריים , הבאה על ידי ביטוי בתכונות פיזיקליות של חומרים שונים ( טמפרטורת ההתוך , טמפרטורת הרתיחה , מצב צבירה בטמפרטורת החדר , צמיגות ... ), משתמשים במושג "אנרגיה פוטנציאלית" של הקשרים הבין-מולקולריים.
אנרגיה פוטנציאלית של הקשרים הבין-מולקולרים היא האנרגיה הנדרשת לפירוק מול אחד של הקשרים הבין-מולקולריים בין הצורונים. מסמנים בסימן Ep ומחשבים ביחידות kj/mol .
הביטוי לחישוב האנרגיה הפוטנציאלית דומה לביטוי לחישוב כוחות המשיכה והדחיה לפי חוק קולון.

גורמים , הנמצאים בביטוי הם גם דומים:

1.  האנרגיה הפוטנציאלית של הקשרים הבין-מולקולרים נמצאת בקשר ישר למקפלה בין שני המטענים של הצורונים ( שלמים או חלקיים ) - סימנים של המטענים הם בהתאם לסוגי האינטראקציות השונות.

2.  האנרגיה הפוטנציאלית של הקשרים הבין-מולקולרים נמצאת ביחס הפוך למרחק בין הצורונים בחזקות שונות בהתאם לסוגי האינטראקציות השונות.

הערה:
בספרי עיון אינם משתמשים במושג "אורך הקשר" . אפשר להגדיר את אורך הקשר הבין-מולקולרי כמרחק בין שני המרכזים של הצורונים בצובר בפאזה מעובה ( נוזל או מוצק ), בו כוחות המשיכה והדחיה בין הצורונים שווים זה לזה ביחידות  ננומטר nm . אורך הקשר הבין-מולקולרי גדול יותר מאורך הקשר הקוולנטי ולאינטראקציות השונות הוא בין 0.3 עד 1.0 nm . לדוגמה מולקולות של חמצן נמשכות זו לזו עד למרחק 0.4 nm . אנליזה ספקטרופוטומטרית מראה שבגזים שונים בתנאים שונים קיימים דימרים - מולקולות כפולות ( בטמפרטורות נמוכות ) .

=סיווג הקשרים הבין-מולקולריים=

נתן לסווג את הקשרים הבין-מולקולריים לפי חוזק הקשרים בהתאם לאנריה הפוטנציאלית של הקשרים הבין-מולקולריים.

==קשרי ואן דר ואלס==

===אינטראקציות דיפול מושרה - דיפול מושרה===

מולקולות לא קוטביות נמשכות זה לזה . תרכובות הפחמן רבות , הבנויות ממולקולות לא קוטביות הן במצב נוזל . אפשר לנזל גזים אצילים וגם חמצן . 
למולקולה לא קוטבית יכול להיות מומנט דיפול חולף , רגעי , והוא עשוי לעוות את ענן האלקטרונים של מולקולה שכנה ולחולל גם בה מומנט דיפול . שני הדיפולים מושכים זה את זה . המולקולה עם ענן האלקטרונים המעוות משפיעה על מולקולות סמוכות ולפי כך בין המולקולות קיימת משיכה . אינטראקציית לונדון היא היחידה הפועלת בין מולקולות לא קוטביות .

גורמים: 

1. מטענים : חוזקה של אינטראקציית לונדון תלוי בכושר התקטבות ( מטענים אלפא ) של המולקולות - מידת העיוות של ענן האלקטרונים שלהן . למולקולות גדולות ובעלות אלקטרונים רבים כושר התכתבות גדול יותר .
2. מרחק : האנרגיה הפוטנציאלית היא יחסית לאחד חלקי החזקה השישית של המרחק בין שתי המולקולות. 
מאחר שחוזק האינטראקציה מושפעה מאוד מן המרחק בין המולקולות , צורת המולקולה ( שטח הפנים )משפיעה גם : במולקולות בעלות צורות כדוריות יותר רק קטעים קטנים באים במגע ומטענים רגעים מרוחקים יותר .

===אינטראקציות דיפול - דיפול מושרה===

===אינטראקציות דיפול - דיפול===


==קשרים בין יונים לבין מולקולות קוטביות==


==קשרי מימן==

=הצעות לתירגול=
[[מדיה:Galina.doc]]
=קישורים חיצוניים=
[http://stwww.weizmann.ac.il/g%2Dchem/center/ קישור למרכז מורים]




[[תמונה:Chemical_bonding.jpg|left|thumb|250px|קשר כימי]]