Usando los dipolos / polaridad molecular de H_2O, NH_3 y CH_4, ¿cómo explica por qué CH_4 no se mezcla con H_2O?

Responder:

En breve: # "CH" _4 # Es un soluto no polar mientras que el agua es un disolvente polar.

Explicación:

Considere el número de dominios electrónicos, por lo tanto, la geometría molecular para cada una de las tres especies.

Los átomos centrales en las tres moléculas (# "O" #, #"NORTE"#y #"DO"# respectivamente, todo lo cual se encuentra en los primeros tres períodos de la tabla periódica) forman octetos de ocho electrones de valencia. Esa sería una combinación de cuatro enlaces covalentes y pares solitarios, por lo que cada uno de los átomos centrales tiene cuatro dominios de electrones. La geometría molecular particular dependerá, por lo tanto, del número de pares de enlaces por átomo central.

• Cada átomo de oxígeno forma dos enlaces covalentes, uno con cada hidrógeno. Por lo tanto, con dos pares de enlaces de cuatro dominios de electrones, las moléculas de agua comparten una característica asimétrico Geometría molecular doblada / en forma de V.

• Cada átomo de nitrógeno tiene cinco electrones de valencia y forma tres. #"NUEVA HAMPSHIRE"# bonos en una # "NH" _3 # molécula. Por lo tanto el átomo de nitrógeno en una # "NH" _3 # La molécula tiene tres pares de enlaces de sus cuatro dominios de electrones y, de manera similar, tiene una asimétrico Geometría piramidal.

• Cada átomo de carbono en # "CH" _4 # forma cuatro # "C" - "H" # enlaces sencillos. Sin pares solitarios presentes, las cargas en la molécula se distribuyen uniformemente, dando # "CH" _4 # una simétrico geometría.

Con un solo tipo de enlace covalente presente, se supone que las resistencias de los dipolos son idénticas en cada una de las moléculas. Los dipolos se suman vectorialmente en cada partícula; Debido a la disposición simétrica, se anulan en # "CH" _4 # Moléculas de metano, lo que significa que estas moléculas no tienen dipolo neto y son no polares.

La regla "como se disuelve como" sugiere que los solutos no polares tienden a tener alta solubilidad en solventes no polares pero no solventes polares, y viceversa para solutos polares. Como se explicó anteriormente, el soluto en cuestión aquí, # "CH" _4 #, es una sustancia no polar- mientras que el solvente # "H" _2 "O" # es altamente polar Como resultado, es razonable que # "CH" _4 # apenas disolver en # "H" _2 "O" #.