קשר מימן – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
מ תיקון קישור
clean up באמצעות AWB
שורה 1:
[[קובץ:Kevlar chemical structure H-bonds.png|שמאל|ממוזער|300px|קשרי מימן (מקווקווים) בין שתי שרשראות של ה[[פולימר]] קבלר]]
 
'''קשר מימן''', או '''גשר מימן''', הוא [[קשר כימי]] בין-מולקולרי [[קוטביות (כימיה)|קוטבי]] הנוצר בין אטום [[מימן]] המחובר ב[[קשר קוולנטי|קשר קוולנטי קוטבי]] עם אחד מאטומי ה"נוף" ה[[אלקטרושליליות|אלקטרושליליים]] (N,O,F): [[חנקן]] (N), [[פלואור]] (F) או ה[[חמצן]] (O) לאטום מאותה הקבוצה ("נוף") ב[[מולקולה|מולקולה]] אחרת. בתוך מקרומולקולות, כגון [[חלבון|חלבונים]] ו[[חומצת גרעין|חומצות גרעין]], הקשר יכול להתקיים בין שני חלקים של אותה המולקולה. הקשר בין אטום המימן לאחד מאטומי ה"נוף" נוצר באמצעות קשרים בין מטענים חלקיים נגדיים, כאשר לאטום המימן מטען חלקי חיובי אשר מתחבר למטען החלקי השלילי אשר נמצא באזור האטום האלקטרושלילי במולקולה אחרת. קשרי המימן הם הקשרים הבין-מולקולריים החזקים ביותר, אבל חלשים בהרבה מ[[קשר יוני|קשרים יוניים]],[[קשר מתכתי|מתכתיים]] ו[[קשר קוולנטי|קוולנטיים]].
 
==היווצרות הקשר==
[[קובץ:Hydrogen-bonding-in-water-2D.png|ממוזער|שמאל|הקשר בין דיפולים של שתי מולקולות באמצעות קשרי מימן]]
אטום המימן מאוד לא יציב ותמיד שואף להתחבר ולהיות בתוך מולקולה שכן ערך ה[[אלקטרושליליות]] שלו היא 2.1. לפי [[לינוס פאולינג|פאולינג]] אטום המימן יחבור לאטום עם ערך אלקטרושליליות גבוה משלו בהפרש של מעל 0.8. לפיכך ישנם רק את שלושת אטומים, חמצן, חנקן ופלואור. אלו אטומים [[אל מתכות]] בעלי מסה נמוכה שכאשר יוצרים קשרים מותרים [[אלקטרונים בלתי קושרים|זוג גלמוד]] המאפשר למבנה הדיפולים שקושר ביניהם לבין מולקולה אחרת בעלת מימן.
 
בתוך המולקולה למשל <math>H_2O</math>, המימן מאבד את [[אלקטרון|אלקטרונים]] חלקית לטובת אטום אחר, בעל אלקטרושליליות גבוהה יותר, בתוך המולקולה עצמה. לפיכך נוצרת [[קוטביות (כימיה)|קוטביות]] בתוך המולקולה עצמה כאשר המימן בעל הדיפול החיובי ואילו החמצן בעל דיפול שלילי. בשל גודלו הקטן של המימן נוצר מטען חיובי צפוף וחזק אשר יתרם לקשר מימן.
שורה 12:
 
==מולקולת המים==
הדוגמה הנפוצה ביותר להשפעתו של הקשר המימני מצויה ב[[מים]]. מים מורכבים מאטום חמצן (בעל אלקטרושליליות 3.5), ובו שני זוגות של אלקטרונים חופשיים, ומשני אטומי מימן.
 
כאשר המים במצב נוזלי, נוצר קשר המכונה "[[צבירים מתחלפים]]" (flickering clusters) אשר במהלכו מתחברים וניתקים בכל רגע קשרי מימן בין המולקולות. קשרים אלו מחזקים את הזיקה בין מולקולות המים, אך אינם חזקים דיים על מנת לקבע את המולקולות במקומן ולפיכך בממוצע מצליחים לשמור על שלושה וחצי קשרי מימן. עם הירידה בטמפרטורה, מולקולות המים הופכות צפופות יותר ויותר. בטמפרטורה של כ-4 מעלות צלזיוס הן מגיעות לשיא צפיפותן אולם עם המשך ירדת הטמפרטורה, איטיות תנועתן של המולקולות גורמת לכך שארבעת קשרי המימן הופכים יציבים יותר ומרחיקים את המולקולות זו מזו. לבסוף, בנקודת ה[[קיפאון]], כל ארבעת קשרי המימן של מולקולת המים עם שכנותיה מתייצבים ונוצר [[ארבעון (מבנה)|טטראהדר]] (ארבעון בעברית), כלומר ארבעה קשרים בממוצע.
 
ארבעת הקשרים היציבים מקבעים את המולקולות במרחק הרב ביותר זו מזו ולכן, במצב מוצק, [[קרח]], מולקולות המים פחות צפופות מאשר במצב נוזלי וזו הסיבה לכך ש[[קרחון|קרחונים]] צפים על פני המים. תופעה זו ידועה כ[[האנומליה של המים|אנומליה של המים]].
 
==תכונות==