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なぜ炭化水素は一般的に水に不溶性であるが、塩化炭素やエーテルのような溶けやすい有機溶媒は?

炭化水素が一般的に水に不溶性であるが、四塩化炭素やエーテルなどの有機溶媒に溶ける理由は次のとおりです。

違いを理解する

* 炭化水素: これらの分子は、主に炭素と水素原子で構成されており、非極性共有結合を形成します。

* 水: 酸素と水素の電気陰性度の違いによる非常に極性分子であり、水素結合につながります。

* 有機溶媒: 四塩化炭素(CCL4)やジエチルエーテル(CH3CH2OCH2CH3)などの多くの有機溶媒も非極性または極性が限られています。

溶解度ルール

化学の一般的な経験則は「 "のように溶けるようなものです。" これはつまり:

* 極性物質は極性溶媒に溶解します。 強い分子間力(水中の水素結合など)は破壊され、溶質と溶媒の間の同様の力に置き換えることができます。

* 非極性物質は非極性溶媒に溶解します。 非極性分子は、より弱いロンドン分散力を介して相互作用し、これらの力は破壊され、溶質と溶媒の間の同様の力に置き換えることができます。

なぜ炭化水素が水と混ざっていないのか

* 極性の欠如: 炭化水素は、水分子と強い水素結合を形成するために必要な極性基(-OHまたは-NH2など)を欠いています。

* エネルギー障壁: 非極性炭化水素を収容するために水分子間の強い水素結合を破壊するために必要なエネルギーは高すぎます。

炭化水素が有機溶媒と混合する理由

* 同様の極性: 非極性炭化水素は、弱いロンドン分散力を介して、四塩化炭素やジエチルエーテルなどの他の非極性分子と好意的に相互作用します。

* 最小エネルギー要件: 非極性分子間のより弱い分子間力を破壊するために必要なエネルギーは低くなります。

要約

炭化水素の溶解度は、溶媒の極性に依存します。水の高い極性は、非極性炭化水素分子と効果的に相互作用することを防ぎます。通常、非極性または極性が限られている有機溶媒は、同様の分子間力により炭化水素を容易に収容します。

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