В химии и физике когезия (от лат. cohaesiō 'сцепление, единство'), также называемая когезионным притяжением или силой сцепления , является действием или свойством подобных молекул, слипающихся вместе, будучи взаимно притягивающимися. Это внутреннее свойство вещества , которое вызвано формой и структурой его молекул, что делает распределение окружающих электронов нерегулярным, когда молекулы приближаются друг к другу, создавая электрическое притяжение , которое может поддерживать макроскопическую структуру, такую как капля воды . Когезия допускает поверхностное натяжение , создавая "твердоподобное" состояние, на которое можно поместить легкие или малоплотные материалы.
Вода , например, обладает сильной связностью, 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 противоположно заряжена на своих полюсах) молекул воды позволяет им притягиваться друг к другу. Полярность обусловлена электроотрицательностью атома кислорода: кислород более электроотрицателен, чем атомы водорода, поэтому электроны, которыми они делятся через ковалентные связи, чаще находятся близко к кислороду, а не к водороду. Это называется полярными ковалентными связями, ковалентными связями между атомами, которые таким образом становятся противоположно заряженными. [1] В случае молекулы воды атомы водорода несут положительные заряды, в то время как атом кислорода имеет отрицательный заряд. Эта поляризация заряда внутри молекулы позволяет ей выстраиваться с соседними молекулами посредством сильных межмолекулярных водородных связей, делая основную часть жидкости связной. Однако ван-дер-ваальсовы газы , такие как метан , обладают слабой когезией, обусловленной только силами Ван-дер-Ваальса , которые действуют посредством индуцированной полярности в неполярных молекулах.
Когезия, наряду с адгезией (притяжением между разнородными молекулами), помогает объяснить такие явления, как мениск , поверхностное натяжение и капиллярность .
Ртуть в стеклянной колбе является хорошим примером эффектов соотношения между силами сцепления и адгезии. Из-за своей высокой когезии и низкой адгезии к стеклу ртуть не растекается, чтобы покрыть дно колбы, и если в колбу поместить достаточное количество, чтобы покрыть дно, она демонстрирует сильно выпуклый мениск, тогда как мениск воды вогнутый. Ртуть не смачивает стекло , в отличие от воды и многих других жидкостей , [2] и если стакан наклонить, она будет «кататься» внутри.
