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 , обусловленное формой и структурой его молекул, которое делает распределение окружающих электронов неравномерным, 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.
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. [1] 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 высокой когезии и низкой адгезии к стеклу ртуть не распространяется 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 [2] , и если стакан опрокинуть, он будет «перекатываться» внутри.
