A H_2O, NH_3 és CH_4 molekuláris dipólusai / polaritása alapján hogyan magyarázza meg, miért nem keveredik a CH_4 a H_2O-val?

A H_2O, NH_3 és CH_4 molekuláris dipólusai / polaritása alapján hogyan magyarázza meg, miért nem keveredik a CH_4 a H_2O-val?
Anonim

Válasz:

Röviden: # "CH" _4 # nem poláris oldott anyag, míg a víz poláros oldószert tartalmaz.

Magyarázat:

Tekintsük az elektron domének számát a három faj molekuláris geometriájából.

A három molekula központi atomjai (# "O" #, # "N" #, és # "C" # mindegyik, amely a periódusos táblázat első három periódusában rejlik, nyolc valenciaelektron oktettjét alkotja. Ez teljesen négy kovalens kötés és magányos párok kombinációja lenne, így mindegyik központi atomnak négy elektrondoménje van. Az adott molekuláris geometria tehát a központi atomonkénti kötőpárok számától függ.

  • Mindegyik oxigénatom két kovalens kötést képez, egyet az egyes hidrogénekkel. Ezért a négy elektrondomén két kötőpárjával a vízmolekuláknak egy jellemzője van aszimmetrikus hajlított / V alakú molekuláris geometria.

  • Mindegyik nitrogénatomnak öt valenciós elektronja van, és három # "N" - "H" # kötvények egy # "NH" _3 # molekula. Ezért a nitrogénatom egy # "NH" _3 # a molekulának négy kötőpárja van a négy elektrondoménből, és hasonlóképpen a aszimmetrikus piramis geometria.

  • Minden szénatom a # "CH" _4 # négy # "C" - "H" # egyetlen kötvény. Mivel nincsenek egyedülálló párok, a molekulában lévő töltések egyenletesen eloszlanak, így # "CH" _4 # egy szimmetrikus geometria.

Kovalens kötés csak egyetlen típusával van jelen, a dipol-erősségeknek minden molekulában azonosnak kell lenniük. Az egyes részecskékben a dipolák vektoriálisan adódnak hozzá; a szimmetrikus elrendezés következtében törlődnek # "CH" _4 # metán molekulák, ami azt jelenti, hogy ezek a molekulák nem tartalmaznak nettó dipolt és nem polárisak.

A "hasonlóan oldódik" szabály azt sugallja, hogy a nempoláris oldatok jó oldhatóságot mutatnak a nem poláros oldószerekben, de nem poláros oldószerekben, és fordítva a poláros oldatok esetében. Ahogy a fentiekben kifejtettük, a kérdéses oldott anyag itt # "CH" _4 #, nem poláros anyag, míg az oldószer # "H" _2 "O" # erősen poláris. Ennek eredményeként ésszerű # "CH" _4 # alig oldódik # "H" _2 "O" #.