H_2O, NH_3 및 CH_4의 분자 쌍극자 / 극성을 사용하여 CH_4가 H_2O와 섞이지 않는 이유를 어떻게 설명 할 수 있습니까?

대답:

간단히 말해서: # "CH"_4 # 물은 극성이고 용매는 무극성의 용질이다.

설명:

전자 도메인의 수를 고려하여 세 종 각각의 분자 구조를 고려하십시오.

세 분자의 중심 원자 (#"영형"#, #"엔"#, 및 #"기음"# 이들 모두는 주기율표의 처음 세주기에있다) 8가 전자의 옥텟을 형성한다. 그것은 완전히 4 개의 공유 결합과 고독한 쌍의 결합 일 것입니다. 그러므로 중심 원자들 각각은 4 개의 전자 영역을 가지고 있습니다. 따라서 특정한 분자의 기하학적 구조는 중심 원자 당 결합 쌍의 수에 의존한다.

• 각 산소 원자는 두 개의 공유 결합을 형성하는데, 하나는 각 수소와 결합합니다. 따라서 4 개의 전자 영역 중 2 개의 결합 쌍으로 물 분자는 비대칭 인 구부러진 / V 자 모양의 분자 구조.

• 각각의 질소 원자는 5 개의 원자가 전자를 가지고 3 개를 형성한다. # "N"- "H"# 채권 # "NH"_3 # 분자. 따라서, # "NH"_3 # 분자는 4 개의 전자 영역 중 3 개의 결합 쌍을 가지며 유사하게, 비대칭 인 피라미드 형상.

• 각 탄소 원자는 # "CH"_4 # 4를 형성하다 # "C"- "H"# 단일 채권. 고독한 쌍이 존재하지 않으면 분자 내에서의 전하가 고르게 퍼지고, # "CH"_4 # 에이 대칭의 기하학.

공유 결합이 단 하나의 단일 유형으로 존재할 때, 쌍극자 강도는 각각의 분자에서 동일하다고 가정된다. 다이폴은 각 입자에 벡터 적으로 더해진다. 대칭 레이아웃으로 인해 # "CH"_4 # 메탄 분자로,이 분자는 넷 쌍극자를 가지지 않고 비극성임을 의미한다.

"like like like"라는 규칙은 비극성 용질이 극성 용매가 아닌 비극성 용매에서는 높은 용해도를 나타내는 경향이 있고, 극성 용질에서는 극성 용매가 아니라는 것을 의미합니다. 앞서 설명했듯이, 여기서 문제가되는 용질, # "CH"_4 #, 비극성 물질 인 반면에 용매 # "H"_2 "O"# 높은 극성이다. 결과적으로, # "CH"_4 # 간신히 녹아 들다 # "H"_2 "O"#.