Usando os dipolos moleculares / polaridade de H_2O, NH_3 e CH_4, como você explica por que CH_4 não se mistura com H_2O?

Responda:

Em resumo: # "CH" _4 # é soluto não polar enquanto que a água polar é um solvente.

Explicação:

Considere o número de domínios de elétrons, portanto, a geometria molecular para cada uma das três espécies.

Átomos centrais nas três moléculas (# "O" #, # "N" #e # "C" # respectivamente, todos os quais se encontram nos primeiros três períodos da tabela periódica) formam octetos de oito elétrons de valência. Isso seria uma combinação de quatro ligações covalentes e pares solitários - portanto, cada um dos átomos centrais tem quatro domínios de elétrons. A geometria molecular particular dependeria, portanto, do número de pares de ligação por átomo central.

• Cada átomo de oxigênio forma duas ligações covalentes, uma com cada hidrogênio. Portanto, com dois pares de ligação de quatro domínios de elétrons, as moléculas de água compartilham uma característica assimétrico geometria molecular curvada / em forma de V.

• Cada átomo de nitrogênio tem cinco elétrons de valência e forma três # "N" - "H" # títulos em um # "NH" _3 # molécula. Portanto, o átomo de nitrogênio em um # "NH" _3 # molécula tem três pares de ligação de seus quatro domínios de elétrons e da mesma forma, ter um assimétrico geometria piramidal.

• Cada átomo de carbono em # "CH" _4 # forma quatro #"CH"# ligações simples. Sem pares solitários presentes, as cargas na molécula se distribuem uniformemente, dando # "CH" _4 # uma simétrico geometria.

Com apenas um único tipo de ligação covalente presente, as forças de dipolo devem ser idênticas em cada uma das moléculas. Dipolos somam vetorialmente em cada partícula; devido ao layout simétrico, eles se cancelam # "CH" _4 # moléculas de metano, o que significa que essas moléculas não carregam nenhum dipolo líquido e são não polares.

A regra "like dissolve like" sugere que os solutos não polares tendem a ter alta solubilidade em solventes não polares, mas não em solventes polares, e vice-versa em solutos polares. Como explicado anteriormente, o soluto em questão aqui, # "CH" _4 #é uma substância não polar - enquanto o solvente # "H" _2 "O" # é altamente polar. Como resultado, é razoável que # "CH" _4 # mal se dissolver # "H" _2 "O" #.