物质为什么能溶于水?(从微观角度分析)

Question

如题所述

Answer 1

1. 一种物质溶于水的过程，实质上是该物质分子（或离子、原子）在水分子的作用下，彼此分散并被水分子包围，形成水合分子（或离子、原子），稳定地分散在水中形成溶液。
2. 当物质中的分子间力（或离子键、共价键）比该物质分子与水分子的分子间力（或配位键）弱时，该物质易于溶于水。反之，若构成某物质的分子的分子间力（或离子键、共价键）相对较强，则该物质不易溶解。
3. 以氢气为例，其分子间引力很小，但氢分子与水分子间的引力更小，因此氢分子更倾向于与其它氢分子聚集在一起，形成氢气，而不是溶于水中形成溶液。
4. 氯化氢气体分子间力不大（较氢气分子间力大，但仍较小，故常温下为气体），而氯化氢分子与水分子作用后，会电离生成氢离子和氯离子。这两种离子与水分子的分子间力很大，尤其是氢离子与水分子间形成的配位键，比普通的分子间力大得多，因此氯化氢分子倾向于电离、水合而分散在水中，而不是相互聚集形成气体。
5. 当氯化氢的量很多，水的量不足以使所有氯化氢分子电离、水合时，过剩的氯化氢才会以气体的形式存在。
6. 以NaCl为例，其溶解过程是在水分子的作用下，离子键断裂，形成水合钠离子和水合氯离子的过程。水合钠离子与水分子间的配位键很强，足以补偿离子键断裂引起的能量升高，使得形成溶液后整体能量降低，更加稳定。
7. 金刚石中碳原子间以强大的共价键相连，而碳原子与水分子间的分子间力较小（不足以形成与金刚石中C-C键相提并论的配位键），因此金刚石在水中几乎不溶。