Cohesión (química)

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${\displaystyle J=-D{\frac {d\varphi }{dx}}}$ Fick's laws of diffusion
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En química y física , la cohesión (del latín cohaesiō  'cohesión, unidad'), también llamada atracción cohesiva o fuerza cohesiva , es la acción o propiedad de las moléculas iguales de pegarse entre sí, siendo mutuamente atractivas. Es una propiedad intrínseca de una sustancia que es causada por la forma y estructura de sus moléculas, que hace que la distribución de electrones circundantes sea irregular cuando las moléculas se acercan entre sí, creando una atracción eléctrica que puede mantener una estructura macroscópica como una gota de agua . La cohesión permite la tensión superficial , creando un estado "similar a un sólido" sobre el cual se pueden colocar materiales livianos o de baja densidad.

El agua , por ejemplo, es fuertemente cohesiva, ya que cada molécula puede hacer cuatro enlaces de hidrógeno con otras moléculas de agua en una configuración tetraédrica . Esto da como resultado una fuerza de Coulomb relativamente fuerte entre las moléculas. En términos simples, la polaridad (un estado en el que una molécula tiene cargas opuestas en sus polos) de las moléculas de agua les permite atraerse entre sí. La polaridad se debe a la electronegatividad del átomo de oxígeno: el oxígeno es más electronegativo que los átomos de hidrógeno, por lo que los electrones que comparten a través de los enlaces covalentes están más a menudo cerca del oxígeno que del hidrógeno. Estos se denominan enlaces covalentes polares, enlaces covalentes entre átomos que, por lo tanto, se cargan de manera opuesta. ^[1] En el caso de una molécula de agua, los átomos de hidrógeno llevan cargas positivas mientras que el átomo de oxígeno tiene una carga negativa. Esta polarización de carga dentro de la molécula le permite alinearse con moléculas adyacentes a través de fuertes enlaces de hidrógeno intermoleculares, lo que hace que el líquido en masa sea cohesivo. Sin embargo, los gases de van der Waals , como el metano , tienen una cohesión débil debido únicamente a las fuerzas de van der Waals que operan por polaridad inducida en moléculas no polares.

La cohesión, junto con la adhesión (atracción entre moléculas diferentes), ayuda a explicar fenómenos como el menisco , la tensión superficial y la acción capilar .

El mercurio en un matraz de vidrio es un buen ejemplo de los efectos de la relación entre las fuerzas de cohesión y adhesión. Debido a su alta cohesión y baja adhesión al vidrio, el mercurio no se extiende hasta cubrir el fondo del matraz, y si se coloca suficiente en el matraz para cubrir el fondo, exhibe un menisco fuertemente convexo, mientras que el menisco del agua es cóncavo. El mercurio no mojará el vidrio, a diferencia del agua y muchos otros líquidos ^[2] , y si el vidrio se inclina, "rodará" en su interior.

• Adhesión : la atracción de moléculas o compuestos por otras moléculas de un tipo diferente.
• Capacidad calorífica específica : la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de un gramo de una sustancia en un grado Celsius.
• Calor de vaporización : la cantidad de energía necesaria para convertir un gramo de una sustancia líquida en gas a temperatura constante.
• Zwitterión : molécula compuesta de grupos funcionales individuales que son iones , de los cuales los ejemplos más destacados son los aminoácidos.
• Polaridad química : una molécula neutra o sin carga o sus grupos químicos que tienen un momento dipolar eléctrico , con un extremo cargado negativamente y un extremo cargado positivamente.

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Cohesión .

• La pared de burbujas ^{[ enlace roto ]} (presentación de audio del Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético que explica la cohesión, la tensión superficial y los enlaces de hidrógeno)
• "Adhesión y cohesión del agua" – Servicio Geológico de Estados Unidos