Gamit ang molekular dipoles / polarity ng H_2O, NH_3, at CH_4, paano mo ipapaliwanag kung bakit hindi sumasama ang CH_4 sa H_2O?

Sagot:

Sa maikling salita: # "CH" _4 # ay nonpolar solute samantalang ang polar tubig ay isang pantunaw.

Paliwanag:

Isaalang-alang ang bilang ng mga domain ng elektron kaya ang molecular geometry para sa bawat isa sa tatlong species.

Mga sentral na atomo sa tatlong mga molecule (# "O" #, # "N" #, at # "C" # ayon sa pagkakabanggit, ang lahat ay namamalagi sa unang tatlong panahon ng periodic table) form octets ng walong electron ng valence. Iyon ay isang kumbinasyon ng lubos na apat na covalent bond at iisang pares - kaya ang bawat isa sa mga gitnang atoms ay may apat na elektron na domain. Ang partikular na molekular geometry ay, samakatuwid, ay depende sa bilang ng mga pares ng bonding sa bawat gitnang atom.

• Ang bawat atomong oksiheno ay bumubuo ng dalawang covalent bond, isa sa bawat hydrogen. Samakatuwid na may dalawang magkaparehang pares ng apat na elektron na domain, ang mga molecule ng tubig ay nagbabahagi ng isang katangian asymmetrical baluktot / V-shaped molekular geometry.

• Ang bawat atom ng nitrogen ay may limang mga electron ng valence at bumubuo ng tatlo # "N" - "H" # mga bono sa isang # "NH" _3 # Molekyul. Samakatuwid ang nitrogen atom sa isang # "NH" _3 # ang molekula ay may tatlong magkaparehong pares ng apat na mga domain ng elektron at magkapareho, may a asymmetrical pyramidal geometry.

• Ang bawat carbon atom sa # "CH" _4 # bumubuo ng apat # "C" - "H" # solong bono. Na walang kasalukuyan ang mga pares, ang mga singil sa molekula ay kumalat nang pantay, na nagbibigay # "CH" _4 # a simetriko geometry.

Sa pamamagitan lamang ng isang solong uri ng covalent bond kasalukuyan, ang mga dipole strength ay dapat na magkapareho sa bawat isa sa mga molecule. Ang Dipoles ay nagdaragdag ng vectorially sa bawat maliit na butil; dahil sa simetriko layout, kanselahin nila sa # "CH" _4 # mga methane molecule, ibig sabihin na ang mga molecule na ito ay walang net dipole at mga nonpolar.

Ang panuntunang "tulad ng dissolves tulad ng" ay nagpapahiwatig na ang nonpolar solutes ay may posibilidad na magkaroon ng mataas na solubility sa nonpolar solvents ngunit hindi polar solvents, at vice versa para sa polar solutes. Tulad ng naunang ipinaliwanag, ang solusyon na pinag-uusapan dito, # "CH" _4 #, ay isang nonpolar substance- samantalang ang solvent # "H" _2 "O" # ay mataas na polar. Bilang resulta, makatwirang iyon # "CH" _4 # bahagyang matunaw sa # "H" _2 "O" #.