נוסח השאלה המלא: קראתי במספר מקורות כי קשר יוני חזק מקשר קוטבי שחזק מקשר קוולנטי טהור אך הדבר נשמע לי לא ברור כל כך שהרי יהלום או קוורץ הינם חומרים חזקים בהרבה מגביש מלח שולחן לדוגמא, אני מניח שנקודת ההתכה של קוורץ גבוהה מזו של גביש אשלגן יודי. דוגמא נוספת, קשר מימן חמצן בכוהל יציב פחות לעומת קשר מימן מימן. אודה לך אם תעשה לי סדר
שלום משה, מה שקראת במקורות – נכון, אבל גם מה שאתה כתבת – נכון, שניכם צודקים. הנקודה היא שהרבה מהכללים בכימיה, בגלל המגוון הרב של סוגי החומרים בעולם, נכונים באופן כללי – אבל תמיד אפשר למצוא חומרים קיצוניים, שבגלל תכונות או תנאים מיוחדים הם יוצאים מהכלל.
כלומר, זה נכון שבאופן כללי, קשר יוני (בו אלקטרונים שלמים עוברים בין המקושרים) הוא חזק יותר מקשר קוולנטי (בו אלקטרונים נמצאים בשיתוף בין המקושרים). הרי כל הקשר הכימי נוצר עקב משיכה חשמלית, ובאופן כללי ככל שהמטען החשמלי יותר גדול, כך הכוח החשמלי יותר גדול ולכן גם הקשר יותר חזק. למעשה אופי החומרים המקושרים – והאלקטרושליליות שלהם קובעים את אופי הקשר: יוני או קוולנטי.
אבל – גם ביהלום וגם בקוורץ, בהם יש קשרים קוולנטים יש תנאים יחודיים שהופכים אותם ליוצאים מהכלל – ולחזקים במיוחד, בחומרים אלו – כל האטומים קשורים ביחד למעיין מולקולה ענקית (המכונה שריג אטומרי) כלומר, בניגוד לחומר קוולנטי רגיל, נגיד כמו מים, בו המולקולות נמצאות בודדות – (חמצן שקשור לשני אטומי מימן) ביהלום וקוורץ – כל החומר זה מולקולה אחת גדולה – כשמסתכלים על יהלום בעצם רואים מולקולה, וזה מה שמקנה ליהלום את החוזק והיציבות יוצאי הדופן. ראה הרחבה על מבנה היהלום ועל חוזק ומבנה הזכוכית (שים לב בקישור הנכל שבכלל המילה 'חוזק' מכילה הרבה אפשרויות לתאר חומר, יש הרבה סוגי חוזקים חוזקים).
יהלומים – כל האטומים מחוברים יחד למולקולה אחת ענקית וחזקה בצורה יוצאת דופן. תמונה: מויקיפדיה צילום: Mario Sarto
לגבי קשר מימן מימן H-H, לעומת קשר חמצן-מימן O-H, הנתון שציינת אינו נכון, חוזק קשר מימן מימן הוא 436 קילו-ג'אול למול, ואילו קשר חמצן-מימן הוא 460 קילו-ג'אול למול (ראה בויקיפדיה טבלת חוזק קשרים כימיים), כלומר קשר חמצן-מימן הוא החזק יותר. אבל באמת אפשר להגיד שהקשר בין אטומי המימן הוא חזק מאוד באופן יחסי – וזה בגלל שכוח חשמלי מושפע לא רק מהמטען החשמלי, אלא גם מהמרחק, ככל שהמרחק בין מטענים קצר יותר, ככה הקשר חזק יותר (בדיוק כמו במגנטים – תקרב מגנטים אחד לשני ותראה שככה שהם יותר קרובים ככה הכוח משיכה או דחייה בינייהם יותר חזק). אטום המימן – קטן יחסית ולכן כוח המשיכה בין האלקטרונים היוצרים את הקשר לבין שני הגרעינים של של האטום חזק באופן מיוחד.
כאמור – הכללים שקראת במקורות כן נכונים באופן כללי, אבל אפשר למצוא יוצאים מהכלל.
ד"ר אבי סאייג
מכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.
