物質(zhì)相互溶解的機(jī)制十分復(fù)雜，存在許多制約因素，因此要從分子結(jié)構(gòu)的角度分析，才能探明不同物質(zhì)是否能相互溶解。科學(xué)家通過對(duì)大量實(shí)驗(yàn)的觀察和研究，得出了“相似相溶”的規(guī)律。究竟什么是“相似相溶”？
要理解“相似相溶”，首先要搞清楚分子的極性問題。分子的極性與分子內(nèi)化學(xué)鍵的極性和分子的空間構(gòu)型有關(guān)。
分子中或晶體里相鄰原子或離子間的強(qiáng)烈相互作用，被稱為化學(xué)鍵。常見的化學(xué)鍵有離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵。其中，與分子極性有關(guān)的是共價(jià)鍵。共價(jià)鍵是原子間通過共用電子對(duì)而形成的化學(xué)鍵，水分子就是由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子通過共價(jià)鍵結(jié)合而成的。又如氫氣分子，由兩個(gè)氫原子通過共價(jià)鍵結(jié)合生成。
雖然都是通過共價(jià)鍵結(jié)合，水分子和氫氣分子內(nèi)的共價(jià)鍵卻有很大的區(qū)別。原子核對(duì)外層電子的吸引能力不同，是元素化學(xué)性質(zhì)不同的本質(zhì)原因。當(dāng)電子偏向分子中電負(fù)性更強(qiáng)的原子時(shí)，共價(jià)鍵就會(huì)出現(xiàn)極性。就像兩個(gè)不同體重的人一起玩蹺蹺板，蹺蹺板總會(huì)向體重更大的一方傾斜。氫分子的共價(jià)鍵的兩端是同種元素原子，兩個(gè)氫原子對(duì)電子的吸引力相同，因此氫分子中的共價(jià)鍵沒有極性。而水分子的共價(jià)鍵由不同元素原子形成，氧原子的電負(fù)性大于氫原子，因此水分子中的共價(jià)鍵是有極性的。
分子的極性還與分子的空間構(gòu)型有關(guān)。例如二氧化碳分子，其共價(jià)鍵是由不同元素原子構(gòu)成的，存在極性。但是因?yàn)槎趸挤肿拥臉?gòu)型是對(duì)稱的直線形，兩邊鍵的極性可以相互抵消。因此，雖然含有極性鍵，二氧化碳分子卻是不折不扣的非極性分子。我們?cè)谂袛嗄撤N分子是否有極性時(shí)，不僅要分析這種分子內(nèi)部的化學(xué)鍵極性，還要考慮這種分子的空間構(gòu)型是否存在共價(jià)鍵極性抵消的情況。
其次，理解“相似相溶”還要知道分子之間存在的作用力。
分子之間存在的作用力分為取向力、誘導(dǎo)力和色散力。非極性分子之間只有色散力，極性分子和非極性分子之間有誘導(dǎo)力和色散力，極性分子之間三種力都有。
分子間作用力對(duì)物質(zhì)溶解度的影響非常明顯。極性溶質(zhì)與極性溶劑之間存在較強(qiáng)的取向力，因此可以相互溶解；非極性溶質(zhì)和非極性溶劑之間存在較強(qiáng)的色散力，因此也可以相互溶解；非極性溶質(zhì)分子與極性溶劑分子，極性溶質(zhì)分子與非極性溶劑分子，它們之間的作用力一般小于溶質(zhì)分子間的作用力和溶劑分子間的作用力，因此不能相互溶解。
所以說，“相似相溶”是指非極性溶劑一般能溶解非極性溶質(zhì)，極性溶劑一般能溶解極性溶質(zhì)。同時(shí)在理解“相似相溶”原理時(shí)，我們也必須明白，并非所有溶解過程都符合“相似相溶”原理。如俗名為氯仿的三氯甲烷和水都具有極性，但氯仿卻不能溶于水。
本文由北京市海淀區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校附屬實(shí)驗(yàn)學(xué)校中學(xué)一級(jí)教師牟丹進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。
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