Ved hjælp af molekylære dipoler / polaritet af H_2O, NH_3 og CH_4, hvordan forklarer du hvorfor, CH_4 blander ikke med H_2O?

Ved hjælp af molekylære dipoler / polaritet af H_2O, NH_3 og CH_4, hvordan forklarer du hvorfor, CH_4 blander ikke med H_2O?
Anonim

Svar:

Kort sagt: # "CH" _4 # er ikke-polært opløst, mens vand polar er et opløsningsmiddel.

Forklaring:

Overvej antallet af elektrondomeiner derfor molekylær geometri for hver af de tre arter.

Centrale atomer i de tre molekyler (# "O" #, # "N" #, og # "C" # henholdsvis, som alle ligger i de tre første perioder af det periodiske bord) danner oktetter med otte valenselektroner. Det ville være en kombination af totalt fire kovalente bindinger og ensomme par - derfor har hver af de centrale atomer fire elektrondomeiner. Den særlige molekylære geometri vil derfor afhænge af antallet af bindingspar per centralt atom.

  • Hvert oxygenatom danner to kovalente bindinger, en med hver hydrogen. Derfor har vandmolekyler en karakteristisk karakter med to bindingspar ud af fire elektrondomeiner asymmetrisk bøjet / V-formet molekylær geometri.

  • Hvert nitrogenatom har fem valenselektroner og former tre # "N" - "H" # obligationer i en # "NH" _3 # molekyle. Derfor er nitrogenatomet i en # "NH" _3 # molekyle har tre bindingspar ud af sine fire elektrondomeiner og har tilsvarende en asymmetrisk pyramidal geometri.

  • Hvert carbonatom i # "CH" _4 # danner fire # "C" - "H" # enkeltobligationer. Uden lone par til stede spredes ladninger i molekylet jævnt og giver # "CH" _4 # -en symmetrisk geometri.

Med kun én enkelt type covalent binding til stede, skal dipolstyrkerne være identiske i hvert af molekylerne. Dipoler tilføjer vektorisk i hver partikel; På grund af det symmetriske layout annulleres de ud # "CH" _4 # methanmolekyler, hvilket betyder, at disse molekyler ikke bærer netdipol og er ikke-polære.

Reglen "som opløses som" antyder, at ikke-polære opløsninger har en tendens til at have høj opløselighed i ikke-polære opløsningsmidler, men ikke polære opløsningsmidler, og omvendt for polære opløsninger. Som tidligere forklaret er det her omhandlede opløste stof her, # "CH" _4 #, er et ikke-polært stof- mens opløsningsmidlet # "H" _2 "O" # er meget polar. Som følge heraf er det rimeligt, at # "CH" _4 # nøje opløses i # "H" _2 "O" #.