קשרים בין מולקולריים

. קשרי מימן )גשרי מימן(2

ערכה: נלי פרייזונד, עירוני א' חיפה

קשר מימני

קשרים בין מולקולריים

קשר שנוצר בין אטום מימן ה"מרוקן" חלקית מהאלקטרונים )מטען חשמלי חיובי ( לבין האלקטרונים הלא קושרים על האטום בעל אלקטרו δ +חלקי / קוטב החיובי

(. δ –שליליות גבוהה ) קוטב שלילי

ערכה: נלי פרייזונד, עירוני א' חיפה

אטום מימן אטום חמצן

( הם בעלי א"ש N( ו- חנקן )O(, חמצן ) Fלפי טבלת ערכי אלקטרו שיליליות, אטומי פלואור ) בהתאמה. 3.0, 3.5, 4גבוהה ביותר :

נוצרים N, O, Fלפי כך, "נסחף" ענן האלקטרוני של קשר הקוולנטי לכיוונם וליד אטומי היסודות נוצרים קטבים חיוביים. Hקטבים שליליים ואילו ליד אטום מימן

קשר מימני

קשרים בין מולקולריים

ערכה: נלי פרייזונד, עירוני א' חיפה

:

ערכה: נלי פרייזונד, עירוני א' חיפה

קשר מימני

קשרים בין מולקולריים

חזקים במיוחד. מושך אטום מימן בכל δ – וקטב שלילי δ +בכל מולקולה נוצרים קטב חיובי מולקולה גם את הקצה בשלילי של המולקולה הסמוכה. במולקולת מים, למשל, המימן

נמצא על קו ישר בין אטומי חמצן של מולקולות המים הסמוכות. כך הוא מנטרל את ( ומגשר של -δ2)שעל אטומי החמצן שני הקטבים השליליים הדחייה החשמלית הקיימת בין

מולקולות המים.

אורכם של קשרי מימן גדול יותר מאורכי הקשרים הקוולנטיים והאנרגיה הנדרשת לפירוקם קטנה יותר.

קשר מימני

קשרים בין מולקולריים

ערכה: נלי פרייזונד, עירוני א' חיפה

נוצר מהמשיכה החשמלית בין המטען החלקי החיובי, הגדול יחסית, שעל אטום מימן קשר מימני במולקולה סמוכה. N, O, Fבמולקולה אחת, לבין המטען השלילי הגדול יחסית שעל אטום

קשר מימני חזק במידה ניכרת מקשר ו.ד.ו, אך חלש מקשר יוני או קוולנטי. לכן נדרשת אנרגיה רבה יחסית כדי להרחיק את המולקולות ולנתק אותן אלו

מאלו ולשנות בכך את מצב הצבירה של החומר.

קשר מימני

קשרים בין מולקולריים

האתרים המתאימים )מימן חיובי ואטום לו א"ש גבוהה ואלקטרונים לא קשרי מימן מתקיימים כאשרבזווית מתאימה במרחב )בקו ישר( קושרים(- נמצאים

ערכה: נלי פרייזונד, עירוני א' חיפה

גשר מימני. אטום מימן משמש כ"גשר" בין שתי מולקולות ולכן קוראים לקשר זה גם

ערכה: נלי פרייזונד, עירוני א' חיפה

http://www.northland.cc.mn.us/biology/Biology1111/animations/hydrogenbonds.html

קשר מימניקשרים בין מולקולריים

אנימציה:

כיווניות כיווניותבקשר מימני הוא קשר המאופיין שלשלושת הגרעינים המשתתפים מתבטאת בכך

יש מבנה מועדף מבחינה אנרגטית, והם בקשר .על קו ישר אחדמצויים

קשר מימני

קשרים בין מולקולריים

א. המולקולות נמצאות במרחב בזווית מתאימה. ב. קיים יחס מתאים בין מספר המימנים החיוביים לבין זוגות

האלקטרונים הלא קושרים.

קשרי המימן מתקיימים כאשר:

ערכה: נלי פרייזונד, עירוני א' חיפה

קשר מימני

קשרים בין מולקולריים

גשרי מימן

גשרי מימן

גשרי מימן

קשר מימניקשרים בין מולקולריים

מדוע קשרי מימן חלשים מקשרים קוולנטיים?

לסוג וגודל של חוק קולון: התייחסות העקרונותניתן להסביר את ההבדל בין חוזק הקשר הקוולנטי והמימני עפ"י ביניהם:מרחק ולהמטענים

קשר קוולנטי קשר מימני

סוג המטענים אטום המימן חשוף מאלקטרונים )בעל מטען חלקי חיובי( ואטום אלקטרושלילי שעליו זוג אלקטרונים לא

קושרים )מטען חלקי שלילי(

אלקטרוני קשר וגרעינים

מטענים מלאים של אלקטרונים המשיכה החשמלית שפועלת בין המטענים החלקיים גודל המטענים הנמשכים לגרעינים

מרחק גדול כי המשיכות הן בין שני מטענים שמצויים מרחק בין מטעניםעל אטומים שאין להם אורביטל מולקולרי משותף והם

רחוקים זה מזה )אטומים ממולק' שונות או אטומים מרוחקים זה מזה על אותה מולקולה(.

מטענים מצויים באותו 2מרחק קצר כי אורביטל מולקולרי המשותף לשני

האטומים

מתוך שקף של ירדן קדמי

האלקטרושליליות של האטום הקשור למימן : ככל שאטום זה אלקטרושלילי יותר• כך הקשר הקוולנטי בתוך המולקולה קוטבי יותר•המטענים החלקיים חזקים יותר •קשרי המימן הבין מולקולריים חזקים יותר•

הגורמים המשפיעים על חוזק קשרי מימן:

קשר מימניקשרים בין מולקולריים

ככל שמספר המוקדים ליצירת קשרי מימן רב מספר המוקדים ליצירת קשרי מימן – * יותר, כך קיים סיכוי להיווצרות קשרי מימן רבים יותר ולכן חזקים יותר.

מספר קשרי מימן האפשריים )מספר המוקדים( אינם קיימים במציאות בדר"כ.

ערכה: נלי פרייזונד, עירוני א' חיפה

קשר מימניקשרים בין מולקולריים

שני החומרים הם מולקולריים וביניהם מתקיימים קשרי מימן בנוסף לקשרי ו.ד.ו. בין המולקולות. א"ש של אטום חמצן

Oגבוהה לעומת אטום חנקן. אטום מימן שקשור ל- במולקולת מים "חשוף" יותר מאלקטרונים מאשר אטום מימן

. לפי כך, על אטום מימן מטען NH3 במולק' Nהקשור ל- ( גדול יותר והמטען החשמלי השלילי +δחשמלי חיובי חלקי )

( והקשר -δ גדול יותר )H2Oהחלקי על אטום חמצן ב- קוטבי יותר. O…..Hהמימני

לכן, קשרי מימן הפועלים בין מולק' מים חזקים יותר ודרושה אנרגיה גדולה יותר לניתוק הקשר בין מולקולות מים.

גבוהה מזה של H2Oטמפ' הרתיחה של NH3 ?מדוע .

ערכה: נלי פרייזונד, עירוני א' חיפה

קשר מימניקשרים בין מולקולריים

מסיסות:

. הקשר O – H ומים הן מולקולות קוטביות וקיימת בהן קבוצה C2H5OHשני החומרים, אתנול הקוולנטי בין אטום חמצן לבין אטום מימן הוא קשר קוטבי. בין כל אחת מהמולקולות,

אתנול ומים, פועלים קשרים בין מולקולריים מסוג קשרי מימן בנוסף לקשרי ו.ד.ו.

בזמן הזה, ניתקים קשרי מימן בין מולקולות מים למולקולות

מים ובכך גם בין מולקולות כהל לבין מולקולות כהל ונוצרים

קשרי מימן חדשים בין מולקולות מים לבין מולקולות כהל. בקשר זה, מהווה אטום מימן "גשר" בין

שתי מולקולות שבכל אחת מהן אטום בעל א"ש גבוהה וזוגות

אלקטרונים בלתי קושרים.

ערכה: נלי פרייזונד, עירוני א' חיפה

חודרות בין מולקולות מים. C2H5OHבתהליך ההמסה, מולקולות כהל אתילי

קשר מימניקשרים בין מולקולריים

מסיסות:

+

CH3- CH2- O-H )l( מיםCH3- CH2- O-H )aq(

ערכה: נלי פרייזונד, עירוני א' חיפה

ערכה: נלי פרייזונד, עירוני א' חיפה

קשר מימניקשרים בין מולקולריים

קשרי מימן בין מולקולות מסיסות:כהל אתילי

קשרי מימן בין מולקולות מים

בין מולקולות של קשרי מימן חדשים כהל אתילי לבין מולקולות מים

קשר מימניקשרים בין מולקולריים

כאשר החלק ההידרופובי )שרשרת פחמימנים( קטן יחסי, השפעתו קטנה

והשפעת חלק ההידרופילי )קבוצה דרכה ניתן ליצור קשר מימני( גדולה, החומר

מתמוסס במים.

ערכה: נלי פרייזונד, עירוני א' חיפה

מסיסות:

הידרופוביות ו - הידרופיליות קבוצות

קבוצה קרבוקסילית

שרשרת פחמימנים

לעומת זאת, כאשר החלק ההידרופובי גדל (, השפעתו הולכת 4- 3)מספר פחמימנים בשרשרת מעל

וגדלה ומסיסות החומר במים קטנה עד זניחה.

ערכה: נלי פרייזונד, עירוני א' חיפה

קשר מימניקשרים בין מולקולריים

מסיסות:

פירוש הדבר, בין פחמימנים פעלים קשרים בין מולקולריים מסוג אינטרקציות ו.ד.ו

בלבד וזה מעיד שפחמימנים אינם מסוגלים להשתלב הין מולקולות מים ולחדור ביניהם,

מסיסותם במים נמוכה מאוד. יחד עם זאת, לחומרים מסוג הזה יכולת

גבוהה להתמוסס בחומרים שבין מולקולות הממס גם פועלים אינטרקציות ו.ד.ו בלבד.

C8H18 )l( CCℓ4 )l(

C8H18 )CCℓ4)l(

Hydrophobic molecules are generally uncharged, form few hydrogen bonds and do not dissolve in water. In these molecules, the H atoms are covalently linked to C atoms by

nonpolar bonds .

Molecules such as alcohols or urea (see above image) that contain polar bonds and can form hydrogen bonds mix well with water. (molecules that carry positive or negative charges-ions-also dissolve readily in water). These molecules are termed hydrophilic,

meaning that they are "water-loving"

ערכה: נלי פרייזונד, עירוני א' חיפה

קשר מימניקשרים בין מולקולריים

Soluble in Hexane?C6H14 (l)

Soluble in Water ?

Type of Substance

Yes No Molecular Compounds with Nonpolar Molecules

Often Usually Molecular Compounds with Small Polar Molecules

קשר מימניקשרים בין מולקולריים

תרגיל: רשום תהליכי המסה של אצטון ושל אתאנול

בממסים המתאימים ונמק את קביעתך.

ערכה: נלי פרייזונד, עירוני א' חיפה

קשר מימניקשרים בין מולקולריים

יצירת דימרים ממולקולות חומצות קרבוקסיליות:

חלק ממולקולות של החומצה הקרבוקסילית מסתדרות בצורת דימרים

המכילים שתי מולקולות הקשורות ביניהן בקשרי מימין חזקים. כתוצאה מנוכחות דימרים עולה טמפרטורת הרתיחה של

החומצה הקרבוקסילית.

ערכה: נלי פרייזונד, עירוני א' חיפה