מים הוא מולקולה קוטבית ומשמש גם כממס קוטבי. כאשר אומרים כי מין כימי הוא "קוטבי", המשמעות היא שהמטענים החשמליים החיוביים והשליליים מופצים בצורה לא אחידה. המטען החיובי מגיע מהגרעין האטומי, ואילו האלקטרונים מספקים את המטען השלילי. תנועת האלקטרונים היא זו שקובעת את הקוטביות. כך זה עובד עבור מים.
קוטביות של מולקולת מים
מים (ח2הו) הוא קוטבי בגלל הצורה הכפופה של המולקולה. פירוש הצורה הוא רוב המטען השלילי מהחמצן בצד המולקולה והמטען החיובי של אטומי המימן הוא בצד השני של המולקולה. זוהי דוגמא לקוואלנט קוטבי קשר כימי. כאשר מוסיפים חומרים ממסים למים, הם עשויים להיות מושפעים מהתפלגות המטען.
הסיבה שצורת המולקולה אינה ליניארית ולא קוטבית (למשל כמו CO2) זה בגלל ההבדל ב- אלקטרוניות בין מימן לחמצן. הערך האלקטרוניטיבי של המימן הוא 2.1 ואילו החשיבות האלקטרונית-של חמצן היא 3.5. ה ככל שההבדל בין ערכי האלקטרוניטיבים קטן יותר, כך הסבירות גבוהה יותר שהאטומים יהוו קוולנטיים אגרת חוב. ההבדל הגדול בין ערכי האלקטרוניטיביות נראה עם קשרים יוניים. מימן וחמצן פועלים שניהם כאל מתכות בתנאים רגילים, אך חמצן הוא די קצת יותר אלקטרונגטיבי ממימן, אז שני האטומים יוצרים קשר כימי קוולנטי, אבל זה קוטבי.
אטום החמצן האלקטרוניegטי מאוד מושך אליו אלקטרונים או מטען שלילי, מה שהופך את האזור סביב החמצן לשלילי יותר מהאזורים סביב שני אטומי המימן. החלקים החיוביים החשמלית של המולקולה (אטומי המימן) מתוחים משני האורביטלים המלאים של החמצן. בעיקרון, שני אטומי המימן נמשכים לאותו צד של אטום החמצן, אך הם מרוחקים זה מזה ככל שיכולים להיות מכיוון שאטומי המימן שניהם נושאים מטען חיובי. הקונפורמציה הכפופה היא איזון בין משיכה לדחייה.
זכרו שלמרות שהקשר הקוואלינטי בין כל מימן וחמצן במים הוא קוטבי, מולקולת מים היא מולקולה ניטרלית חשמלית בסך הכל. לכל מולקולת מים 10 פרוטונים ו -10 אלקטרונים, במטען נטו של 0.
מדוע מים הם ממיס קוטב
הצורה של כל מולקולת מים משפיעה על האופן שבו היא מתקשרת עם מולקולות מים אחרות ועם חומרים אחרים. מים פועלים כקוטב ממס מכיוון שהוא יכול להימשך לטעינה החשמלית החיובית או השלילית במומסים. המטען השלילי הקל בסמוך לאטום החמצן מושך אטומי מימן סמוכים ממים או מאזורים טעונים חיוביים של מולקולות אחרות. צד המימן החיובי מעט של כל מולקולת מים מושך אליו אטומי חמצן אחרים ואזורים טעונים באופן שלילי של מולקולות אחרות. ה קשר מימן בין מימן של מולקולת מים אחת וחמצן של אחר מחזיק מים יחד ומעניק להם תכונות מעניינות, ובכל זאת קשרי מימן אינם חזקים כמו קשרים קוולנטיים. בעוד שמולקולות המים נמשכות זו לזו באמצעות קשירת מימן, כ- 20% מהן חופשיות בכל זמן נתון לקיים אינטראקציה עם מינים כימיים אחרים. אינטראקציה זו נקראת הידרציה או המסת.