קשרים בין מולקולריים

קשרים בין מולקולריים יתחלקו לקטגוריות שונות לפי חוזק הקטבים (מטענים חלקיים) הנוצרים על המולקולה.

דו קוטב רגעי
מולקולות לא קוטביות יכולות ליצור קטבים רגעיים. במילים אחרות עקב התנועה המתמדת של האלקטרונים סביב האטומים ובקשר הקוולנטי בכל רגע נתון האלקטרונים יכולים להימצא באיזור אחד של המולקולה וכך ליצור קוטב חלקי שלילי רגעי, אך בהסתכלות כוללת נוכל לומר שהמולקולה איננה קוטבית.
בדוגמה הבאה נבחן את מולקולות גז המימן שאלו מולקולות סימטריות וללא קשר קוולנטי קוטבי בכלל אך עקב תנועת האלקטרונים נוצרים קטבים רגעיים היכולים ליצור קשר בין מולקולרי חלש.

בדוגמה הבאה ניתן לראות את פיזור האלקטרונים בצורה נוספת, הפעם דו קוטב רגעי הנוצר בין אטומים בודדים במצב גזי. כאשר האלקטרונים מפוזרים באופן שווה אין קוטביות אך עקב התנועה המתמדת יכול להיווצר מצב בו האלקטרונים יתמקמו באיזור אחד של האטום וכתוצאה מכך ייווצרו קשרים בין מולקולריים רגעיים. קשר זה הוא החלש ביותר ולכן בכדי לעודד דו קוטב רגעי אצל גזים אצילים יש צורך בטמפרטורות נמוכות במיוחד בכדי להאט את תנועת החלקיקים.

דו קוטב קבוע
מולקולות קוטביות הן מולקולות בעלות דו קוטב קבוע ולפי ההגדרה בין קטבים נגדיים של מולקולות שכנות יהיו כוחות משיכה חשמליים שייקראו קשרי וַן דֵר וַלְס (ו.ד.ו). דו קוטב קבוע יוצר מטענים חלקיים גדולים יותר כתוצאה מהפרש אלקטרושליליות גדול ולכן כוחות המשיכה החשמליים בין המולקולות יהיו חזקים יותר, לסיכום דו קוטב קבוע חזק יותר מדו קוטב רגעי.

מכיוון שמולקולות קוטביות הן בעלות מטענים חלקיים קבועים לעומת מולקולות לא קוטביות היוצרות דו קוטב רגעי, חומרים קוטביים לא יתערבבו עם חומרים לא קוטביים. הדוגמה הנפוצה ביותר היא שמן (פחמימן, לא קוטבי) שאינו מתערבב עם מים (קוטבי).

קשרי מימן
מקרה קיצון של דו קוטב קבוע (ו.ד.ו) הוא מצב בוא אטום מימן (H, 2.1) קשור לאחד משלושת האטומים הכי אלקטרושליליים בטבלה המחזורית : חנקן (N, 3.0), חמצן (O, 3.5) או פלואור (F, 4.0). במצב כזה מתקבל פרוטון חשוף שזהו מצב בלתי יצבי עם מטען חלקי חיובי גדול, כתוצאה מכך הפרוטון החשוף ימשך לזוג אלקטרונים לא קושרים של אטום אחר מקבוצת N,O,F להם יהיה מטען חלקי שלילי גדול בעקבות הפרש האלקטרושליליות.

הדגשה
קשר מימן נוצר רק מהמימן הקשור קוולנטית לאטום N,O,F לבין זוג אלקטרונים של אטום N,O,F אחר, לא בהכרח אותם האטומים כמו בציור. במידה ובמולקולה יש אטום N,O,F שאינו קשור קוולנטי לאטום מימן אזי מדובר במולקולה קוטבית שיכולה להשתתף בקשרי מימן עם מולקולה אחרת לה פרוטון חשוף. להלן כמה דוגמאות של מולקולות שאינן יכולות ליצור קשרי מימן אך כן יכולות להשתתף בקשרי מימן עם פרוטון חשוף של מולקולה אחרת.