Сплоченность (химия)

Хорошо виден связный характер воды.

В химии и физике , когезия (от латинского cohaesiō «сплоченность, единство»), также называемая когезионным притяжением или силой сцепления — это действие или свойство одинаковых молекул, слипающихся вместе и взаимно притягивающихся. Это внутреннее свойство вещества неравномерным , , обусловленное формой и структурой его молекул, которое делает распределение окружающих электронов когда молекулы приближаются друг к другу, создавая электрическое притяжение , которое может поддерживать макроскопическую структуру, такую ​​​​как капля воды. . Когезия обеспечивает поверхностное натяжение , создавая «твердое» состояние, в котором можно размещать легкие материалы или материалы низкой плотности.

Ртуть проявляет больше сцепления со стеклом, чем адгезии.

Поток дождевой воды из навеса. Среди сил, управляющих образованием капель: сцепление, поверхностное натяжение , сила Ван-дер-Ваальса , неустойчивость Плато-Релея.

Вода , например, обладает сильной когезионной способностью, поскольку каждая молекула может образовывать четыре водородные связи с другими молекулами воды в тетраэдрической конфигурации. Это приводит к относительно сильной кулоновской силе между молекулами. Проще говоря, полярность (состояние, в котором молекула заряжена на своих полюсах противоположно) позволяет молекулам воды притягиваться друг к другу. Полярность обусловлена ​​электроотрицательностью атома кислорода: кислород более электроотрицательен, чем атомы водорода, поэтому электроны, которые они разделяют посредством ковалентных связей, чаще оказываются ближе к кислороду, чем к водороду. Их называют полярными ковалентными связями — ковалентными связями между атомами, которые таким образом становятся противоположно заряженными. В случае молекулы воды атомы водорода несут положительные заряды, а атом кислорода имеет отрицательный заряд. Эта поляризация заряда внутри молекулы позволяет ей выравниваться с соседними молекулами посредством прочных межмолекулярных водородных связей, что делает объем жидкости когезивным. Однако газы Ван-дер-Ваальса , такие как метан , обладают слабой когезией только из-за сил Ван-дер-Ваальса , которые действуют за счет индуцированной полярности в неполярных молекулах.

Когезия, наряду с адгезией (притяжение между разнородными молекулами), помогает объяснить такие явления, как мениск , поверхностное натяжение и капиллярное действие .

Ртуть в стеклянной колбе является хорошим примером влияния соотношения сил сцепления и силы сцепления. Из-за своей высокой когезии и низкой адгезии к стеклу ртуть не растекается и не покрывает дно колбы, и если в колбу помещается достаточное количество, чтобы покрыть дно, то она обнаруживает сильно выпуклый мениск, тогда как мениск воды является вогнутым . Ртуть не смачивает стекло, в отличие от воды и многих других жидкостей . и если стакан опрокинуть, он «покатится» внутрь.

См. также

• Адгезия – притяжение молекул или соединений к другим молекулам другого типа.
• Удельная теплоемкость – количество тепла, необходимое для повышения температуры одного грамма вещества на один градус Цельсия.
• Теплота парообразования – количество энергии, необходимое для превращения одного грамма жидкого вещества в газ при постоянной температуре.
• Цвиттерион – молекула, состоящая из отдельных функциональных групп, которые являются ионами , наиболее яркими примерами которых являются аминокислоты.
• Химическая полярность – нейтральная или незаряженная молекула или ее химические группы, имеющие электрический дипольный момент , с отрицательно заряженным концом и положительно заряженным концом.

Внешние ссылки

• Пузырьковая стена (аудиослайд-шоу из Национальной лаборатории сильных магнитных полей, объясняющее когезию, поверхностное натяжение и водородные связи)
• «Адгезия и сцепление воды» - Геологическая служба США.