- 水素結合： メタノール（CH3OH）にはヒドロキシル（-OH）グループがあり、水分子（H2O）と水素結合を形成することができます。水素結合は、電気陰性原子（この場合は酸素）に共有結合した水素原子が別の電気陰性原子と相互作用すると発生します。メタノール中の水素原子の部分的な正電荷は、水中の酸素原子の部分的な負電荷を引き付け、結合を形成します。これらの水素結合は、メタノール分子と混合し、水に溶解したままにするのに役立ちます。
- 双極子型相互作用： メタノールと水はどちらも極性分子であり、これは、電気陰性度の違いにより、部分的な正の端と部分的な負の末端を持っていることを意味します。メタノールは水素原子にわずかな正電荷と酸素原子にわずかな負電荷を持ち、水は水素原子にわずかな正電荷と酸素原子にわずかな負電荷を持っています。これらの部分電荷は、両方の分子に双極子モーメントを作成します。ある分子の正の端は、別の分子の負の端と相互作用し、双極子双極子相互作用を形成します。これらの相互作用は、水中のメタノールの溶解度に寄与します。
- van der Waals Force： ファンデルワールスの力は、ロンドン分散力と永久双極子誘発性双極子力を含む弱い分子間力です。ロンドン分散の力は、分子の電子分布の一時的な変動から生じます。これらの変動は瞬間的な双極子を生成し、隣接する分子に双極子を誘導できます。永久双極子誘発性双極子力は、1つの分子の永久双極子が、永久双極子のない非極性分子または極分子の双極子を誘導するときに発生します。ファンデルワールスの力は、水素結合や双極子双極子の相互作用よりも弱いが、水中のメタノールの全体的な溶解度にも寄与している。
水素結合、双極子双極子相互作用、およびファンデルワールスの力の複合効果により、メタノールは水に溶解し、均質な混合物を形成することができます。
