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什么是物質(zhì)“相似相溶-u0026#34;?(物質(zhì)的相似相溶原理)

物質(zhì)相互溶解的機(jī)制十分復(fù)雜,存在許多制約因素,因此要從分子結(jié)構(gòu)的角度分析,才能探明不同物質(zhì)是否能相互溶解??茖W(xué)家通過(guò)對(duì)大量實(shí)驗(yàn)的觀察和研究,得出了“相似相溶”的規(guī)律。究竟什么是“相似相溶”?

要理解“相似相溶”,首先要搞清楚分子的極性問(wèn)題。分子的極性與分子內(nèi)化學(xué)鍵的極性和分子的空間構(gòu)型有關(guān)。

什么是物質(zhì)“相似相溶-u0026#34;?(物質(zhì)的相似相溶原理)

分子中或晶體里相鄰原子或離子間的強(qiáng)烈相互作用,被稱為化學(xué)鍵。常見(jiàn)的化學(xué)鍵有離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵。其中,與分子極性有關(guān)的是共價(jià)鍵。共價(jià)鍵是原子間通過(guò)共用電子對(duì)而形成的化學(xué)鍵,水分子就是由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合而成的。又如氫氣分子,由兩個(gè)氫原子通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合生成。

雖然都是通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合,水分子和氫氣分子內(nèi)的共價(jià)鍵卻有很大的區(qū)別。原子核對(duì)外層電子的吸引能力不同,是元素化學(xué)性質(zhì)不同的本質(zhì)原因。當(dāng)電子偏向分子中電負(fù)性更強(qiáng)的原子時(shí),共價(jià)鍵就會(huì)出現(xiàn)極性。就像兩個(gè)不同體重的人一起玩蹺蹺板,蹺蹺板總會(huì)向體重更大的一方傾斜。氫分子的共價(jià)鍵的兩端是同種元素原子,兩個(gè)氫原子對(duì)電子的吸引力相同,因此氫分子中的共價(jià)鍵沒(méi)有極性。而水分子的共價(jià)鍵由不同元素原子形成,氧原子的電負(fù)性大于氫原子,因此水分子中的共價(jià)鍵是有極性的。

分子的極性還與分子的空間構(gòu)型有關(guān)。例如二氧化碳分子,其共價(jià)鍵是由不同元素原子構(gòu)成的,存在極性。但是因?yàn)槎趸挤肿拥臉?gòu)型是對(duì)稱的直線形,兩邊鍵的極性可以相互抵消。因此,雖然含有極性鍵,二氧化碳分子卻是不折不扣的非極性分子。我們?cè)谂袛嗄撤N分子是否有極性時(shí),不僅要分析這種分子內(nèi)部的化學(xué)鍵極性,還要考慮這種分子的空間構(gòu)型是否存在共價(jià)鍵極性抵消的情況。

其次,理解“相似相溶”還要知道分子之間存在的作用力。

什么是物質(zhì)“相似相溶-u0026#34;?(物質(zhì)的相似相溶原理)

分子之間存在的作用力分為取向力、誘導(dǎo)力色散力。非極性分子之間只有色散力,極性分子和非極性分子之間有誘導(dǎo)力和色散力,極性分子之間三種力都有。

分子間作用力對(duì)物質(zhì)溶解度的影響非常明顯。極性溶質(zhì)極性溶劑之間存在較強(qiáng)的取向力,因此可以相互溶解;非極性溶質(zhì)和非極性溶劑之間存在較強(qiáng)的色散力,因此也可以相互溶解;非極性溶質(zhì)分子與極性溶劑分子,極性溶質(zhì)分子與非極性溶劑分子,它們之間的作用力一般小于溶質(zhì)分子間的作用力和溶劑分子間的作用力,因此不能相互溶解。

所以說(shuō),“相似相溶”是指非極性溶劑一般能溶解非極性溶質(zhì),極性溶劑一般能溶解極性溶質(zhì)。同時(shí)在理解“相似相溶”原理時(shí),我們也必須明白,并非所有溶解過(guò)程都符合“相似相溶”原理。如俗名為氯仿的三氯甲烷和水都具有極性,但氯仿卻不能溶于水。

本文由北京市海淀區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校附屬實(shí)驗(yàn)學(xué)校中學(xué)一級(jí)教師牟丹進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。

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