物質(zhì)相互溶解的機制十分復(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。科學家通過對大量實驗的觀察和研究，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題。分子的極性與分子內(nèi)化學鍵的極性和分子的空間構(gòu)型有關(guān)。
分子中或晶體里相鄰原子或離子間的強烈相互作用，被稱為化學鍵。常見的化學鍵有離子鍵、共價鍵和金屬鍵。其中，與分子極性有關(guān)的是共價鍵。共價鍵是原子間通過共用電子對而形成的化學鍵，水分子就是由兩個氫原子和一個氧原子通過共價鍵結(jié)合而成的。又如氫氣分子，由兩個氫原子通過共價鍵結(jié)合生成。
雖然都是通過共價鍵結(jié)合，水分子和氫氣分子內(nèi)的共價鍵卻有很大的區(qū)別。原子核對外層電子的吸引能力不同，是元素化學性質(zhì)不同的本質(zhì)原因。當電子偏向分子中電負性更強的原子時，共價鍵就會出現(xiàn)極性。就像兩個不同體重的人一起玩蹺蹺板，蹺蹺板總會向體重更大的一方傾斜。氫分子的共價鍵的兩端是同種元素原子，兩個氫原子對電子的吸引力相同，因此氫分子中的共價鍵沒有極性。而水分子的共價鍵由不同元素原子形成，氧原子的電負性大于氫原子，因此水分子中的共價鍵是有極性的。
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，其共價鍵是由不同元素原子構(gòu)成的，存在極性。但是因為二氧化碳分子的構(gòu)型是對稱的直線形，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。我們在判斷某種分子是否有極性時，不僅要分析這種分子內(nèi)部的化學鍵極性，還要考慮這種分子的空間構(gòu)型是否存在共價鍵極性抵消的情況。
其次，理解“相似相溶”還要知道分子之間存在的作用力。
分子之間存在的作用力分為取向力、誘導(dǎo)力和色散力。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。
分子間作用力對物質(zhì)溶解度的影響非常明顯。極性溶質(zhì)與極性溶劑之間存在較強的取向力，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，“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)。同時在理解“相似相溶”原理時，我們也必須明白，并非所有溶解過程都符合“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)教師進修學校附屬實驗學校中學一級教師牟丹進行科學性把關(guān)。
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