Dengan menggunakan dipol / polaritas molekul H_2O, NH_3, dan CH_4, bagaimana Anda menjelaskan mengapa CH_4 tidak bercampur dengan H_2O?

Menjawab:

Pendeknya: # "CH" _4 # adalah zat terlarut nonpolar sedangkan polar air adalah pelarut.

Penjelasan:

Pertimbangkan jumlah domain elektron karenanya geometri molekul untuk masing-masing dari tiga spesies.

Atom pusat dalam tiga molekul (#"HAI"#, # "N" #, dan # "C" # masing-masing, yang semuanya terletak pada tiga periode pertama dari tabel periodik) membentuk oktet dari delapan elektron valensi. Itu akan menjadi kombinasi total empat ikatan kovalen dan pasangan elektron bebas - karenanya masing-masing atom pusat memiliki empat domain elektron. Oleh karena itu, geometri molekul tertentu akan tergantung pada jumlah pasangan ikatan per atom pusat.

• Setiap atom oksigen membentuk dua ikatan kovalen, satu dengan masing-masing hidrogen. Oleh karena itu dengan dua pasangan ikatan dari empat domain elektron, molekul air berbagi karakteristik asimetris bengkok / geometri molekul berbentuk V.

• Setiap atom nitrogen memiliki lima elektron valensi dan membentuk tiga # "N" - "H" # obligasi dalam suatu # "NH" _3 # molekul. Oleh karena itu atom nitrogen dalam suatu # "NH" _3 # Molekul memiliki tiga pasangan ikatan dari empat domain elektronnya dan memiliki, a asimetris geometri piramidal.

• Setiap atom karbon di # "CH" _4 # membentuk empat # "C" - "H" # ikatan tunggal. Dengan tidak adanya pasangan mandiri, muatan dalam molekul menyebar secara merata, memberi # "CH" _4 # Sebuah simetris geometri.

Dengan hanya satu jenis ikatan kovalen yang ada, kekuatan dipol seharusnya identik di masing-masing molekul. Dipol menjumlahkan secara vektor di setiap partikel; karena tata letak simetris, mereka membatalkan masuk # "CH" _4 # Molekul metana, artinya molekul-molekul ini tidak membawa dipol bersih dan bersifat nonpolar.

Aturan "suka larut seperti" menunjukkan bahwa zat terlarut nonpolar cenderung memiliki kelarutan tinggi dalam pelarut nonpolar tetapi tidak untuk pelarut polar, dan sebaliknya untuk zat terlarut kutub. Seperti yang dijelaskan sebelumnya, zat terlarut yang dimaksud di sini, # "CH" _4 #, adalah zat nonpolar- sedangkan pelarut # "H" _2 "O" # sangat polar. Akibatnya, masuk akal kalau # "CH" _4 # nyaris tidak larut # "H" _2 "O" #.