Використовуючи молекулярні диполі / полярність H_2O, NH_3 і CH_4, як ви пояснюєте, чому CH_4 не змішується з H_2O?

Відповідь:

Коротко: # "CH" _4 # є неполярним розчиненим розчином, тоді як водно-полярний розчинник.

Пояснення:

Розглянемо кількість електронних доменів, отже молекулярну геометрію для кожного з трьох видів.

Центральні атоми в трьох молекулах (# "O" #, # "N" #, і # "C" # відповідно, все що лежить в перших трьох періодах періодичної таблиці) утворюють октети з восьми валентних електронів. Це було б комбінацією абсолютно чотирьох ковалентних зв'язків і неподілених пар - отже, кожен з центральних атомів має чотири електронні домени. Зокрема, молекулярна геометрія буде залежати від кількості пар склеювання на центральний атом.

• Кожен атом кисню утворює дві ковалентні зв'язки, по одному з кожним воднем. Тому з двома зв'язуючими парами з чотирьох електронних доменів молекули води мають загальну характеристику асиметричний вигнута / V-подібна молекулярна геометрія.

• Кожен атом азоту має п'ять валентних електронів і утворює три # "N" - "H" # облігації в # "NH" _3 # молекули. Тому атом азоту в а # "NH" _3 # молекула має три зв'язують пари з її чотирьох електронних доменів і аналогічно має a асиметричний пірамідальна геометрія.

• Кожен атом вуглецю в Росії # "CH" _4 # формує чотири # "C" - "H" # одиничні зв'язки. При відсутності неподілених пар, заряди в молекулі поширюються рівномірно, даючи # "CH" _4 # a симетричний геометрія.

Якщо тільки один тип присутнього ковалентного зв'язку, то дипольні сили повинні бути ідентичними в кожній з молекул. Діполи складаються векторно в кожну частинку; через симетричне розташування вони скасовуються # "CH" _4 # молекули метану, що означає, що ці молекули не несуть чистого диполя і є неполярними.

Правило "подібне розчиняється," говорить про те, що неполярні розчинені речовини мають тенденцію до високої розчинності в неполярних розчинниках, але не в полярних розчинниках, і навпаки для полярних розчинених речовин. Як пояснювалося раніше, питання, що розглядається, # "CH" _4 #, є неполярним речовиною - тоді як розчинник # "H" _2 "O" # є дуже полярним. Як результат, це доцільно # "CH" _4 # ледве розчиняється в Росії # "H" _2 "O" #.