הגדרה ודוגמאות לקשר קוטבי בכימיה

ניתן לסווג קשרים כימיים כקוטביים או לא פולוטריים. ההבדל הוא איך האלקטרונים בקשר מסודרים.

קשר קוטבי הוא א קשר קוולנטי בין שתיים אטומים איפה ה אלקטרונים גיבוש הקשר מופצים באופן לא שווה. זה גורם למולקולה להיות חשמלית קלה דיפול רגע בו הקצה האחד מעט חיובי והשני מעט שלילי. הטעינה של הדיפולים החשמליים היא פחות ממטען יחידה מלא, ולכן הם נחשבים למטענים חלקיים ומסומנים על ידי דלתא פלוס (δ +) ודלתא מינוס (δ-). מכיוון שמטענים חיוביים ושליליים מופרדים בקשר, מולקולות עם קשרים קוולנטים קוטביים מקיימים אינטראקציה עם דיפולות במולקולות אחרות. זה מייצר כוחות בין-מולקולריים דיפול-דיפול בין המולקולות.
קשרים קוטביים הם הקו המפריד בין קשר קוולנטי טהור לטהור קשר יוני. קשרים קוולנטים טהורים (קשרים קוולנטיים לא פולאריים) חולקים זוגות אלקטרונים באופן שווה בין האטומים. מבחינה טכנית, קשרים לא פולוטריים מתרחשים רק כאשר האטומים זהים זה לזה (למשל, H₂ אך כימאים רואים כי כל קשר בין אטומים עם הפרש רגישות אלקטרונית פחות מ- 0.4 הוא קשר קוולנטי לא פולוטרי. פחמן דו חמצני (CO₂) ומתאן (CH₄) הם מולקולות לא קוטביות.

בקשרים יוניים, האלקטרונים בקשר נתרמים למעשה לאטום אחד על ידי השני (למשל, NaCl). קשרים יוניים נוצרים בין אטומים כאשר ההבדל האלקטרוניטיבי ביניהם גדול מ- 1.7. קשרים יוניים מבחינה טכנית הם קשרים קוטביים לחלוטין, ולכן המינוח יכול להיות מבלבל.

רק זכרו שקשר קוטבי מתייחס לסוג של קשר קוולנטי בו האלקטרונים אינם משותפים באותה מידה וערכי האלקטרוניטיבים שונים במקצת. קשרים קוולנטיים קוטביים נוצרים בין אטומים עם הפרש האלקטרוניטיבים בין 0.4 ל 1.7.

מים (ח₂O) היא מולקולה קשורה בקוטב. הערך האלקטרוניטיבי של החמצן הוא 3.44 ואילו האלקטרוניטיביות של המימן היא 2.20. אי השוויון בהפצת האלקטרונים אחראי לצורה הכפופה של המולקולה. ל"צד "החמצן של המולקולה יש מטען שלילי נטו, בעוד שלשני אטומי המימן (בצד השני") יש מטען חיובי נטו.

פלואוריד מימן (HF) הוא דוגמא נוספת למולקולה שיש לה קשר קוולנטי קוטבי. פלואור הוא האטום האלקטרוניטיבי יותרכך שהאלקטרונים בקשר קשורים יותר לאטום הפלואור מאשר לאטום המימן. נוצר דיפול כאשר לצד הפלואור יש מטען שלילי נטו ולצד המימן מטען חיובי נטו. פלואוריד מימן הוא מולקולה ליניארית מכיוון שיש רק שני אטומים, ולכן אין אפשרות לגאומטריה אחרת.

מולקולת האמוניה (NH₃) יש קשרים קוולנטיים קוטביים בין אטומי החנקן והמימן. הדיפול הוא כזה שאטום החנקן טעון באופן שלילי יותר, כאשר שלושת אטומי המימן כולם בצד אחד של אטום החנקן הם בעלי מטען חיובי.

קשרים קוולנטיים קוטביים נוצרים בין שני אטומים לא מתכתיים שיש להם מספיק אלקטרונטיביות שונות זו מזו. מכיוון שערכי האלקטרוניטיביות שונים במקצת, זוג האלקטרונים הקושרים אינו משותף באותה מידה בין האטומים. לדוגמה, קשרים קוולנטיים קוטביים בדרך כלל נוצרים בין מימן לכל שאינו מתכתי אחר.

הערך האלקטרוניטיבי בין מתכות ללא מתכות הוא גדול, ולכן הם יוצרים קשרים יוניים זה עם זה.