כימיה לבגרות/סוגי קשרים כימיים

סוגים של קשרים כימיים

קשר כימי הינו מונח בכימיה המתאר משיכה של שני אטומים סמוכים זה לזה. הקשרים הללו הם אלה שגורמים לחומר ללבוש צורה, ובלעדיהם כל החומרים היו במצב גזי.

קשרים אלו נוצרים על ידי כוחות אלקטרומגנטיים הנגרמים מהשאיפה של כל אטום להיות בעל הרמה האנרגטית הנמוכה ביותר.

להלן רשימה של קשרים כימיים בין אטומים:

• קשר מתכתי - קשר הנוצר בין מספר אטומים מתכתיים.
• קשר יוני - קשר הנוצר בין אטומים מתכתיים לבין אטומים אל מתכתיים או בין שני יונים בעלי מטען הפוך.
• קשר מולקולארי / מולקולרי / קוולנטי
  • קשר אטומרי

ככל שהאלקטרו שליליות של אטום מסוים גבוהה יותר, גדלה עוצמת הקשרים אותם הוא יוצר.

קיים קשרים שנוצרים גם בין שני מולקולות ונקראים קשרים בין מולקולאריים

קשרים בין אטומים

קשר יוני

מתרחש בין : אל מתכות למתכות.
קשר יוני הינו קשר כימי בין שני יונים או יותר, אחד בעל מטען חשמלי חיובי והשני שלילי והפרש האלקטרו שליליות שלהם גדול מ-1.7. החיבור בין האטומים מתבצע לפי הנוסחא האמפירית (שכולל רשימת הפלוס והמינוס מעל האטום, בהתאם לנתינה/קבלת אלקטרונים).
הקשר נוצר בעקבות : משיכה אלקטרו סטטית בין שני יונים.

קשר מולקולארי / מולקולרי / קוולנטי

מתרחש בין : אל מתכות לאל מתכות.

קשר קוולנטי (=שיתופי) הוא קשר בו יש שיתוף של אטום.הקשר הקוולנטי מתבסס על "עסקה". יש שני סוגים של הקשר:

1. קשר קוולנטי לא קוטבי - קשר קוולנטי שותפי קורה כאשר האלקטרו שליליות של היסודות זהה והפרש בניהם שווה לאפס. ישנה טבלה בה נמצאים כל ערכי האלקטרו שליליות והיא ניתנת במהלך הבחינה, גם במהלך הלמידה לבגרות נחשפים אליה. בקשר קוולנטי שיתופי ולא קוטבי, שני היסודות ה"שקיעו" באותה מידה ולכן, חלוקת הזמן בו נמצא האלקטרון המשותף בין היסודות, הוא זהה.
2. קשר קוולנטי לא שיתופי/פולרי/קוטבי -קשר קוולנטי קורה כאשר האלקטרו שליליות שונה בין האלקטרונים והפרשי אלקטרוני השליליות שלהם היא בין 0.3-1.7. בקשר כזה האלקטרון בעל אלקטרושליליות גבוהה יותר זוכה לזמן ממושך יותר של אלקטרונים מעליו וכך נוצר קוטב חיובי (מסומן $\delta ^{+}$) ושלילי (מסומן $\delta ^{-}$ הקשור לדיפוליות של המולקולה. לעומת זאת, בקשר קוולנטי פולרי (קוטבי) כל אחד מהיסודות ה"שקיע" במידה שונה, ולכן, האטום יהיה זמן רב יותר אצל היסוד בעל ה"כוח" הרב יותר (זה שבעל אלקטרו שליליות גדולה יותר). בפועל, המשיכה נגמרת עקב כוח המשיכה (האלקטרונים ייטו להיות בקרבתו של האטום בעל כוח המשיכה הגדול יותר).
   

לדוגמה, במולקולת הציאניד (:H-C≡N).

• האטום המשותף בין פחמן למימן - לאטום הפחמן (2.55) אלקטרושליליות גבוהה משל המימן (2.20), ולכן מטענו היחסי של המימן חיובי ($\delta ^{+}$) ושל הפחמן שלילי ($\delta ^{-}$).
• האטומים המשותפים בין פחמן לחנקן - לחנקן (3.04) אלקטרושליליות גבוהה משל הפחמן (2.55), ולכן מטענו היחסי של החנקן שלילי.
• פחמן - מכיוון שמטענו של הפחמן שלילי (בשל הקשר עם המימן), וחיובי (בשל הקשר עם החנקן), מטענו הכולל הוא בקירוב נטרלי (דלתה פלוס).

הקוטביות של מולקולה תלויה גם במבנה מרחבי של מולקולה מולקולארית. להרחבה ראה קוטביות של מולקולה/דו קוטב מולקולארי/מולקולה פולארית.

קשר אטומרי

מתרחש בין : $C$ (יהלום וגרפיט); $SiO_{2}$ (קוורץ, חול); $SiC$ ; $Si$ ; $CGe$, Ge.
צורת הקשר : סריג ענק הבנויים מאטומים הקשורים בקשר קוולנטי עם אחד מהיסודות לעיל.

קשר מתכתי

מתרחש בין : מתכת למתכת.
צורת הקשר : סריג שמורכב מהגרעינים של האטומים וכל הרמות האנרגיה הסגורות המקיפות את הגרעינים. כל שאר האלקטרונים משמשים כ"דבק" לגרעינים, צפים ביניהם ומושכים אותם אחד לשני על ידי כוחות אלקטרומגנטיים.

קשר כימי ותכונות חומרים

סוג הקשר	קשר בין סוג היסודות	מצב צבירה בטמפ' החדר	מסיסות במים	טמפ' היתוך ורתיחה	הולכה חשמלית
					מוצק	נוזל	תמיסה מימית
יוני	מתכת + אל מתכת	מוצק	רובם נמסים	גבוהות	אין	יש	יש
אוטומרי	$C$ (יהלום וגרפיט); $SiO_{2}$ (קוורץ, חול); $SiC$ ; $Si$ ; הפענוח נכשל (SVG (אפשר להפעיל MathML בעזרת הרחבת דפדפן): תשובה בלתי־תקינה ("Math extension cannot connect to Restbase.") מהשרת "http://localhost:6011/he.wikibooks.org/v1/":): {\displaystyle CGe} .	מוצק	לא נמסים בשום ממיס	גבוהה	אין (פרט לגרפיט)	אין	אין
מתכתי	מתכת + מתכת	מוצק (פרט ל- Hg)	לא נמסים (פולטים גז מימן במגע עם המים)	גבוהה / בנוני	יש	יש	אין
קוולנטי שיתופי	אל מתכות + אל מתכות	כל מצבי הצבירה	לא נמסים	נמוכות	אין	אין	אין
קוולנטי פולרי	אל מתכות + אל מתכות	כל מצבי הצבירה	נמסים במים	כל הטמפ'	אין	אין	יש

קשרים כימיים בין-מולקולריים

קשרים המתקיימים בין מולקולות שונות שיוצרות בניהם הקשרים בין מולקולאריים.