
化学や物理学において、凝集力(ラテン語のcohaesiō「凝集、統一」に由来)は、凝集引力または凝集力とも呼ばれ、同種の分子が互いに引き合い、くっつく性質のことです。これは物質固有の性質であり、分子の形状と構造によって生じます。分子が互いに近づくと、周囲の電子の分布が不規則になり、水滴のような巨視的な構造を維持できる電気的な引力が生じます。凝集力によって表面張力が生じ、軽量または低密度の材料を置くことができる「固体のような」状態が作られます。
例えば水は、各分子が四面体構造で他の水分子と4つの水素結合を形成できるため、強い凝集力を持っています。これにより、分子間に比較的強いクーロン力が働きます。簡単に言うと、水分子の極性(分子の両極が反対の電荷を帯びている状態)によって、分子同士が引き合うことができるのです。この極性は酸素原子の電気陰性度によるものです。酸素は水素原子よりも電気陰性度が高いため、共有結合で共有される電子は、水素よりも酸素に近い位置にあります。これらは極性共有結合と呼ばれ、原子間の共有結合によって反対の電荷を帯びるようになります。[ 1 ]水分子の場合、水素原子は正の電荷を帯び、酸素原子は負の電荷を帯びています。分子内のこの電荷分極により、強い分子間水素結合を介して隣接する分子と整列することができ、液体全体が凝集力を持つようになります。しかし、メタンなどのファンデルワールスガスは、 非極性分子に誘起される極性によって作用するファンデルワールス力のみによって、弱い凝集力しか持たない。
凝集力は、付着力(異なる分子間の引力)とともに、メニスカス、表面張力、毛細管現象などの現象を説明するのに役立つ。
ガラスフラスコ内の水銀は、凝集力と付着力の比率の影響を示す良い例です。凝集力が高くガラスへの付着力が低いため、水銀はフラスコの底を覆うように広がりません。フラスコの底を覆うのに十分な量の水銀を入れると、水銀のメニスカスは大きく凸状になりますが、水のメニスカスは凹状になります。水銀は水や他の多くの液体とは異なり、ガラスを濡らしません[ 2 ]。また、ガラスを傾けると、内部で「転がり回ります」。