Koristeći molekularne dipole / polaritete H_2O, NH_3 i CH_4, kako objašnjavate zašto se CH_4 ne miješa s H_2O?

Koristeći molekularne dipole / polaritete H_2O, NH_3 i CH_4, kako objašnjavate zašto se CH_4 ne miješa s H_2O?
Anonim

Odgovor:

Ukratko: # "CH" # _4 je nepolarna otopljena supstanca, a vodena polarna otapalo.

Obrazloženje:

Razmotrimo broj elektronskih domena, stoga molekularnu geometriju za svaku od tri vrste.

Središnji atomi u tri molekule (# "O" #, # "N" #, i # "C" # respektivno, sve što leži u prva tri razdoblja periodnog sustava) čine oktete od osam valentnih elektrona. To bi bila kombinacija ukupno četiri kovalentne veze i samohranih parova - stoga svaki od središnjih atoma ima četiri domene elektrona. Određena molekularna geometrija ovisila bi, dakle, o broju veznih parova po središnjem atomu.

  • Svaki atom kisika formira dvije kovalentne veze, jednu sa svakim vodikom. Stoga, s dva vezna para iz četiri domene elektrona, molekule vode imaju zajedničku karakteristiku asimetričan molekularna geometrija u obliku slova V / V.

  • Svaki atom dušika ima pet valentnih elektrona i tvori tri # "N" - "H" # obveznice u # "NH" _3 # molekula. Stoga je atom dušika u # "NH" _3 # molekula ima tri vezna para iz svoje četiri domene elektrona i slično, imaju a asimetričan piramidalna geometrija.

  • Svaki atom ugljika u # "CH" # _4 čini četiri #"CH"# pojedinačne obveznice. Bez ikakvih parova usamljenih parova u molekuli se ravnomjerno šire # "CH" # _4 simetričan geometrija.

Uz prisutnost samo jedne vrste kovalentne veze, pretpostavlja se da su dipolne jakosti identične u svakoj od molekula. Dipoli se vektorski zbrajaju u svakoj čestici; zbog simetričnog rasporeda, oni se poništavaju # "CH" # _4 molekula metana, što znači da te molekule ne nose neto dipol i da su nepolarne.

Pravilo "kao što se otapa kao" sugerira da nepolarne otopljene tvari imaju visoku topljivost u nepolarnim otapalima, ali ne i polarna otapala, i obrnuto za polarne otopine. Kao što je prethodno objašnjeno, dotično rješenje # "CH" # _4je nepolarna tvar - dok je otapalo # "H" _2 "O" # je vrlo polarna. Kao rezultat toga, razumno je to # "CH" # _4 jedva se raspada # "H" _2 "O" #.