การใช้ไดโพลโมเลกุล / ขั้วของ H_2O, NH_3 และ CH_4 คุณจะอธิบายได้อย่างไรว่าเหตุใด CH_4 จึงไม่ผสมกับ H_2O

การใช้ไดโพลโมเลกุล / ขั้วของ H_2O, NH_3 และ CH_4 คุณจะอธิบายได้อย่างไรว่าเหตุใด CH_4 จึงไม่ผสมกับ H_2O
Anonim

ตอบ:

ในระยะสั้น: # "CH" _4 # เป็นตัวละลายแบบไม่มีขั้วในขณะที่น้ำเป็นตัวทำละลาย

คำอธิบาย:

พิจารณาจำนวนโดเมนอิเล็กตรอนดังนั้นรูปทรงเรขาคณิตระดับโมเลกุลสำหรับแต่ละสปีชีส์ทั้งสาม

อะตอมกลางในสามโมเลกุล (# "O" #, # "N" #และ # "C" # ตามลำดับทั้งหมดนี้อยู่ในช่วงสามช่วงแรกของตารางธาตุในรูปแบบ octets ของแปดวาเลนซ์อิเล็กตรอน นั่นจะเป็นการรวมกันของพันธะโควาเลนต์ทั้งหมดสี่คู่กับโลน - ดังนั้นอะตอมกลางแต่ละอันจะมีโดเมนอิเล็กตรอนสี่โดเมน ดังนั้นรูปทรงของโมเลกุลจะขึ้นอยู่กับจำนวนคู่พันธะต่ออะตอมกลาง

  • อะตอมของออกซิเจนแต่ละอะตอมก่อตัวเป็นพันธะโควาเลนต์สองตัวหนึ่งตัวกับไฮโดรเจนแต่ละตัว ดังนั้นด้วยพันธะสองคู่จากสี่โดเมนอิเล็กตรอนโมเลกุลของน้ำจึงมีลักษณะร่วมกัน อสมมาตร เรขาคณิตโมเลกุลโค้งงอ / รูปตัววี

  • อะตอมไนโตรเจนแต่ละอันมีอิเล็กตรอนวาเลนซ์ห้าตัวและรูปแบบที่สาม # "N" - "H" # พันธบัตรใน # "NH" _3 # อณู ดังนั้นอะตอมไนโตรเจนใน # "NH" _3 # โมเลกุลมีพันธะสามคู่จากสี่โดเมนอิเล็กตรอนและในทำนองเดียวกันมี อสมมาตร เรขาคณิตแบบเสี้ยม

  • อะตอมของคาร์บอนแต่ละอัน # "CH" _4 # แบบฟอร์มสี่ # "C" - "H" # พันธบัตรเดียว เมื่อไม่มีคู่โดดเดี่ยวประจุไฟฟ้าในโมเลกุลก็จะกระจายตัวสม่ำเสมอ # "CH" _4 # สมมาตร เรขาคณิต.

ด้วยพันธะโควาเลนต์เพียงหนึ่งประเภทเท่านั้นความแข็งแรงของไดโพลควรจะเหมือนกันในแต่ละโมเลกุล Dipoles เพิ่มเวกเตอร์ในแต่ละอนุภาค เนื่องจากรูปแบบสมมาตรพวกเขายกเลิกออก # "CH" _4 # โมเลกุลมีเธนหมายความว่าโมเลกุลเหล่านี้ไม่มีไดโพลสุทธิและไม่มีขั้ว

กฎ "ชอบละลายเหมือน" แสดงให้เห็นว่าตัวละลาย nonpolar มีแนวโน้มที่จะละลายได้สูงในตัวทำละลายที่ไม่ใช่ขั้ว แต่ไม่ใช่ตัวทำละลายขั้วและในทางกลับกันสำหรับขั้วละลาย ดังที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ตัวถูกละลายในคำถามที่นี่ # "CH" _4 #เป็นสารที่ไม่มีขั้ว - ในขณะที่ตัวทำละลาย # "H" _2 "O" # มีขั้วสูง เป็นผลให้มันมีเหตุผลที่ # "CH" _4 # แทบจะละลายใน # "H" _2 "O" #.