2.3. Строение электронных оболочек атомов, молекул и химические свойства веществ — ЗФТШ, МФТИ

Для химической характеристики вещества наиболее важны его кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства. Они напрямую связаны со строением молекулы.

Способность молекулы вступать в кислотно-основные реакции, т. е. проявлять свойства кислоты или основания, также зависит от полярности связи. Например, если рассматривать вещества, образующие связи `»R» — «O» — «H»`, можно проследить влияние заместителя `»R»` на свойства группы `»O» — «H»`. По мере роста полярности связи `»R» — «O»` в ряду `»N» — «O»`, `»Zn» — «O»`, `»Na» — «O»` прочность её ослабевает, поэтому усиливаются основные свойства и снижаются кислотные свойства соединений; сравните: `»O»_2″NOH»` (сильная азотная кислота, так как связь `»N» — «O»` менее полярна, чем `»H» — «O»`) – `»Zn»(«OH»)_2` (это  амфотерное соединение, поскольку связи `»O» — «H»` и `»Zn» — «O»` близки по  полярности)  – `»NaOH»` (сильное основание, так как связь `»Na» — «O»` полярнее, чем связь `»O» — «H»`). +` при диссоциации в водном растворе.

Окислительно-восстановительная способность молекул, т. е. склонность их вступать в реакции, связанные с изменением степени окисления, также зависит от состояния атомов, образующих молекулы. Атомы, имеющие недостаток электронов (т. е. находящиеся в высшей положительной степени окисления), стремятся их приобрести, поэтому они будут проявлять окислительные свойства. Атомы, имеющие избыток электронов (т. е. находящиеся в низшей отрицательной степени окисления), стремятся их отдать, поэтому они будут проявлять восстановительные свойства.

В зависимости от степени окисления входящих в соединение атомов будет изменяться заполнение их электронных оболочек. Поэтому в разных степенях окисления один и тот же атом может проявлять свойства окислителя или восстановителя. Например, марганец в степени окисления `+7` является сильным окислителем, а в степени окисления `0` – восстановителем.

Геометрия молекул также оказывает влияние на реакционную способность отдельных атомов или групп атомов. Её учёт необходим при рассмотрении свойств сложных молекул, в которых определённые группы атомов могут затруднять приближение реагирующих молекул к атомам, расположенным ближе к центру молекулы.

Таким образом, строение электронной оболочки атома предопределяет возможность образования им химических связей и свойства этих связей, т. е. химические свойства образовавшегося соединения. Но строение электронной оболочки зависит от положения атома в периодической таблице элементов. Поэтому между положением элемента в периодической системе и химическими свойствами его соединений прослеживается чёткая связь.

Положение элемента в периодической системе (номер группы и периода) позволяет оценить число валентных электронов, способных принимать участие в образовании химических связей. Степень завершённости внешнего энергетического уровня позволяет предсказать склонность атома к присоединению или отдаче электронов. Таким образом, возможно предвидеть как максимальную валентность данного элемента, так и наиболее характерные степени окисления его в соединениях и, следовательно, характерные формулы соединений. +`, т. е. водные растворы этого соединения не будут проявлять свойства кислоты.

В то же время при взаимодействии фосфора с более электроотрицательными  элементами (галогенами, кислородом)  он будет  отдавать  свои валентные электроны, приобретая положительные степени окисления. Фосфор имеет возможность распарить свои `2` `s`-электрона, поскольку на `3` энергетическом уровне есть свободные орбитали `d`-подуровня. Возбуждённый атом фосфора имеет `5` неспаренных электронов и может образовать `5` ковалентных связей с более электроотрицательными атомами, т. е. его максимальная валентность равна `5`. Наиболее устойчивыми будут соединения в степенях окисления `+3` и `+5`; они образуются при отдаче  `3` `p`-электронов или всех `5` валентных электронов. В положительных степенях окисления фосфор будет образовывать оксиды `»P»_2″O»_3` и `»P»_2″O»_5`. С водой эти оксиды дают соединения `»H»_3″PO»_3` и `»H»_3″PO»_4`. Поскольку разница относительных электроотрицательностей `»O»` и `»H»` больше, чем `»O»` и `»P»`, то связь `»O» — «H»` более  полярна, чем  связь `»O» — «P»`, поэтому она будет разрываться легче с образованием катиона `»H»^+`. Значит, эти соединения будут проявлять свойства кислот, а следовательно, и сами оксиды будут кислотными оксидами.

Ввиду того, что фосфор занимает промежуточное положение между ярко выраженными металлами и неметаллами в ряду значений относительной электроотрицательности, для него нехарактерно образование ионных связей; связи его в соединениях неполярные или слабополярные ковалентные. На основании рассмотрения конкретных молекул можно определить их пространственную структуру.

Как была восстановлена плодовитость у капустно-редечного гибрида

Внимание! краснодар-диплом.рф не продает дипломы, аттестаты об образовании и иные документы об образовании. Все услуги на сайте предоставляются исключительно в рамках законодательства РФ.

Восстановление пароляРегистрация

Способы связи

+79086782555

— позвонить на Skype

— написать 369233638

— офицальная группа вк

Оказываем услуги

Дипломная работа Курсовая работа Отчеты по практике Контрольная работа Решение задач Написание рефератов Изготовление чертежей Остальные работы

Главные менеджеры

Менеджер Елена Картиза — помогает в оформлении заказов на сайте. Ей можно задать любые интересующие вас вопросы.

Менеджер Галина Евсютина — специалист отдела качества. Проверяет выполненные работы на соответствие всем требованиям.

Менеджер Анастасия Ветрицина — подберет специалиста, который займется выполнением вашего задания.

Справочник студента

Введение в психоанализ Арабская республика Египет Остальные статьи

От нашего клиента с логином WSCTVKhBGp на электронную почту пришел вопрос: «Как была восстановлена плодовитость у капустно-редечного гибрида» это здание мы отнесли к разделу ЕГЭ (школьный). Так как клиент является зарегистрированным пользователем нашего сайта, то мы бесплатно предоставим ответ.

ЕГЭ (школьный) — довольно сложный раздел, здесь действительно попадаются вопросы, которые даже у специалиста с законченным высшим образованием поставят в тупик при подготовке правильного ответа. Но мы известны тем, что сложности нас не останавливают, а наоборот развивают и расширяют наши знания.

Вы спрашивали Как была восстановлена плодовитость у капустно-редечного гибрида? — отвечаем:

С помощью колхицина был удвоен набор хромосом и плодовитость была восстановлена

Некоторые еще читают Водородное соединение с ярко выраженными основными свойствами образует 1) углерод 2) азот 3) фтор 4) кислород? Но все-же больше интерес вызывает просмотр темы Продукт вулканизации каучука: А) поливинилхлорид; Б) полипропилен; В) резина; Г) полиэтилен. . Хотя нет, сегодня часто открывают вкладку Выберите верную запись правой части уравнения диссоциации сульфита натрия 1. → Na+ + HSO3- 2. → 2Na+ + SO42- 3. → Na+ + SO32-. и вот эту Объясните, почему в биологическом разнообразии видов заложен механизм устойчивости экосистемы (биогеоценоза)? Это не подходит? Тогда напишите нам почту…

Поставьте оценку! Нам важно ваше мнение

Рейтинг: 3/5 — 484 голосов

Видео о нас

Гарантии

  • Оперативность выполнения
  • Сопровождение до защиты
  • Профессионализм авторов
  • Низкая стоимость услуг
  • Заключение договора

Задать вопрос

Краснодар Диплом

Предоставляем квалифицированную помощь всем студентам в Краснодаре. У нас работает много авторов, мы готовы выполнить работу вне зависимости от ёё сложности.

Работа с нами — путь к успешному обучению!

Контакты

Адрес: г. Краснодар, ул. Красная, 113 офис 206

Телефон: +7 (908) 678-25-55

Email: zakaz@краснодар-диплом. рф

График работы: Пн-Пт: 10:00 — 19:00

Способы оплаты

Политика конфиденциальности Договор оферты

Информация размещенная на сайте, предназначена для лиц достигших возраста 16 лет.

Авторские права 2012-2021 краснодар-диплом.рф

Карта сайта

4.1: Водород и гидриды — Химия LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    125392
    • (a) Водород

    Водород — простейший элемент, состоящий из протона и электрона, и самый распространенный элемент во Вселенной. Он находится рядом с кислородом и кремнием и составляет около 1% всех элементов на Земле. Излишне говорить, что большая часть водорода существует на Земле в виде воды.

    Поскольку его полярность может свободно меняться между гидридом (H —), атом (H) и протон (H + ), водород также образует различные соединения со многими элементами, включая кислород и углерод. Поэтому водород имеет большое значение в химии.

    Из трех видов изотопов водорода дейтерий D был открыт Х. К. Юри и другими в 1932 г., а затем в 1934 г. из дейтерия был получен тритий T. Около 0,015% водорода присутствует в виде дейтерия, и это можно обогатить электролизом воды. Тритий – радиоактивный изотоп, испускающий \(\бета\)-частицы с периодом полураспада 12,33 года. Поскольку масса дейтерия и трития примерно в два и три раза больше массы водорода соответственно, физические свойства изотопов и соединений, их содержащих, значительно различаются. Некоторые свойства изотопов и воды перечислены в таблице \(\PageIndex{1}\). Когда связь E-H в водородном соединении преобразуется в E-D путем замещения дейтерия, частота растяжения E-H в инфракрасном спектре уменьшается примерно до \(\frac{1}{\sqrt{2}}\), что полезно для определение положения атома водорода.

    Иногда можно заключить, что разрыв связи с водородом является определяющей стадией, когда замещение дейтерием оказывает заметное влияние на скорость реакции водородсодержащего соединения.

    Поскольку ядерный спин водорода равен 1/2 и учитывая его распространенность, это самый важный нуклид для ЯМР-спектроскопии. ЯМР широко используется не только для идентификации органических соединений, но и в лечебно-диагностических целях с помощью МРТ (магнитно-резонансной томографии) воды в живых организмах. Теперь с помощью этого неинвазивного метода можно наблюдать органы человека.

    Таблица \(\PageIndex{1}\) Свойства изотопного водорода и воды
    Недвижимость Н 2 Д 2 Т 2 Н
    2     О    		 Д 2 О Т 2 О
    Температура плавления* 13,957 18,73 20,62 0,00 3,81 4,48
    Точка кипения 20,39 23,67 25.
    04    		 100,00 101,42 101,51
    Плотность (г см -3 , 25°C)       0,9970 1.1044 1,2138
    Темп. максимальной плотности (°C)       3,98 11.23 13,4

    * водород (K), вода (°C)

    В двухатомных молекулах нуклидов, спин которых не равен нулю, имеются изомеры ядерного спина. Особенно в случае молекулы водорода разница свойств значительна. Спины пара -водород антипараллельны, и сумма равна 0, что приводит к синглетному состоянию . Спины орто -водорода параллельны, а сумма равна 1, что приводит к триплету

    . Поскольку пара -водород находится в более низком энергетическом состоянии, он является более стабильной формой при низких температурах. Теоретическое соотношение пара -водорода составляет 100% при 0 К, но оно уменьшается примерно до 25% при комнатной температуре, поскольку отношение орто-водорода увеличивается при более высоких температурах. Газовая хроматография и вращательные линии в электронном спектре H 2 можно различить два изомера водорода.

    (b) Гидрид

    Бинарные гидриды можно классифицировать в соответствии с положением элемента в периодической таблице и характером связи. Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов среди s-блочных элементов представляют собой ионные соединения, структурно аналогичные галогенидам и называемые солевыми гидридами. Элементы р-блока групп 13-17 образуют ковалентные молекулярные гидриды. Ни о каких гидридах элементов инертных газов не сообщалось. Некоторые переходные металлы d- и f-блоков образуют гидриды металлов, проявляющие металлические свойства. Переходные металлы, которые не дают бинарных гидридов, образуют множество молекулярных гидридных комплексов, координированных стабилизирующими лигандами, такими как карбонил (CO), третичные фосфины (PR 3 ) или циклопентадиенил (C 5 H 5 ) (см. Раздел 6.1). Типичные гидриды каждого класса приведены ниже.

    Солевые гидриды

    Литий гидрид , LiH, представляет собой бесцветное кристаллическое соединение (т.пл. (температура плавления) 680 °C). Li + и H — образуют решетку со структурой типа каменной соли. Количественное выделение газообразного водорода на аноде во время электролиза расплавленной соли предполагает существование H-. Вода энергично реагирует с гидридом лития с выделением газообразного водорода. Поскольку он слабо растворяется в эфирах, гидрид используется в качестве восстановителя в органической химии.

    Гидрид кальция , CaH 2 , представляет собой бесцветное кристаллическое соединение (т.пл. 816 °C), слабо реагирует с водой с выделением газообразного водорода. Этот гидрид используется в качестве генератора газообразного водорода или дегидратирующего агента для органических растворителей. Он также используется в качестве восстановителя.

    Тетрагидридоалюминат лития , LiAlH 4 , представляет собой бесцветное кристаллическое соединение (разлагается при температуре выше 125 °C), обычно называемое алюмогидридом лития. Гидрид растворяется в эфирах и бурно реагирует с водой. Применяется в качестве восстановителя и гидрирующего агента, а также для дегидратации органических растворителей.

    Тетрагидроборат натрия , NaBH 4 , представляет собой белое кристаллическое соединение (разлагается при 400 °C), обычно называемое боргидридом натрия. Он растворим в воде и разлагается при высоких температурах с выделением газообразного водорода. Он используется в качестве восстановителя для неорганических и органических соединений, для получения гидридных комплексов и т. д.

    Молекулярные гидриды

    Все гидриды, за исключением углерода (метан) и кислорода (вода), являются ядовитыми газами с очень высокой реакционной способностью и следует обращаться очень осторожно. Хотя существуют методы получения газов в лабораториях, в последнее время многие из них также доступны в баллонах.

    Диборан , B 2 H 6 , бесцветный ядовитый газ (т.пл. -164,9°C и т.кип. -92,6°C) с характерным раздражающим запахом. Этот гидрид является мощным восстановителем неорганических и органических соединений. Он также полезен в органическом синтезе в качестве агента гидроборирования, который вводит функциональные группы в олефины после добавления олефина с последующими реакциями с подходящими реагентами.

    Силан , SiH 4 , представляет собой бесцветный и смертельно ядовитый газ (т.пл. -185 °C и т.кип. -111,9°С) с резким запахом, и называется также моносиланом.

    Аммиак , NH 3 , представляет собой бесцветный ядовитый газ (т.пл. -77,7°С и т.кип. -33,4°С) с характерным раздражающим запахом. Хотя во многих случаях он используется в виде водного аммиака, поскольку он хорошо растворяется в воде, жидкий аммиак также используется в качестве неводного растворителя для специальных реакций. Поскольку процесс синтеза аммиака Харбера-Боша был разработан в 1913 году, он стал одним из наиболее важных соединений в химической промышленности и используется в качестве исходного химиката для получения многих азотистых соединений. Он также используется в качестве хладагента.

    Фосфин , PH 3 , представляет собой бесцветный и смертельно ядовитый газ (т.пл. -133 °C и т.кип. -87,7 °C) с неприятным запахом, также называемый гидридом фосфора. Самопроизвольно горит на воздухе. Он используется в газофазном эпитаксиальном росте, в химии координации переходных металлов и т. д.

    Сероводород , H 2 S, представляет собой бесцветный смертельно ядовитый газ (т.пл. -85,5 °C и т.кип. -60,7 °C). с запахом тухлых яиц. Хотя его часто используют с недостаточной осторожностью, он очень опасен, и с ним следует обращаться только в помещении с хорошей вентиляцией. Применяется в химическом анализе для осаждения ионов металлов, получения соединений серы и т. д.

    Фтористый водород , HF, представляет собой бесцветную дымящуюся жидкость с низкой температурой кипения (т. пл. -83 °C и т. кип. 19,5 °C) с раздражающим запахом. Он используется для получения неорганических и органических соединений фтора. Благодаря высокой диэлектрической проницаемости его можно использовать в качестве специального неводного растворителя. Водный раствор называется плавиковой кислотой и хранится в полиэтиленовых контейнерах, так как кислота разъедает стекло.

    Металлические гидриды

    Гидриды MHx, проявляющие металлические свойства, представляют собой нестехиометрические твердые тела типа внедрения, в которых водород занимает часть полостей металлической решетки. Обычно x не является целым числом в этих соединениях. Среди элементов d-блока присутствуют гидриды металлов 3-й группы (Sc, Y), 4-й группы (Ti, Zr, Hf), 5-й группы (V, Nb, Ta), Cr, Ni, Pd и Cu, но гидриды другие металлы групп с 6 по 11 неизвестны. Палладий Pd реагирует с газообразным водородом при температуре окружающей среды и образует гидриды состава PdH 9.0043 х

    (х < 1). Многие гидриды металлов обладают металлической проводимостью. LaNi 5 представляет собой интерметаллическое соединение лантана и никеля. Он поглощает почти 6 атомов водорода на единицу решетки и превращается в LaNi 5 H 6 . Это один из кандидатов на использование в качестве материала для хранения водорода при разработке автомобилей на водородном топливе.

    Упражнение \(\PageIndex{1}\)

    Запишите степень окисления атома водорода в H 2 , NaH, NH 3 и HCl.

    Ответить
    • Н 2 (0)
    • NaH (-1)
    • NH 3 (+1)
    • и HCl (+1).

    Гидридные комплексы

    Комплексы, координированные гидридными лигандами, называются гидридными комплексами . Переходные металлы групп с 6 по 10, которые не образуют бинарных гидридов, образуют множество гидридных комплексов со вспомогательными лигандами, такими как карбонил и третичные фосфины. Хотя это было только в конце 19После того, как гидрид был принят в качестве лиганда, в настоящее время известны тысячи гидридных комплексов. Кроме того, с синтезом в 1980-х годах молекулярных водородных комплексов химия водородных соединений переходных металлов приняла новый оборот. Развиваются также исследования по гомогенному катализу углеводородов с участием гидридных или диводородных комплексов.

    4.1: Hydrogen and hydrides распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 4.0, автором, ремиксом и/или куратором является LibreTexts.

    1. Наверх
      • Была ли эта статья полезной?
      1. Тип изделия
        Раздел или Страница
        Лицензия
        СС BY-NC-SA
        Версия лицензии
        4,0
        Показать страницу TOC
        № на стр.
      2. Теги
          На этой странице нет тегов.

      3.3. Свойства алканов | Органическая химия 1: Открытый учебник

      Алканы — это органические соединения, полностью состоящие из атомов углерода и водорода с одинарной связью и лишенные каких-либо других функциональных групп. Алканы имеют общую формулу [латекс] C_nH_{2n+2} [/латекс] и могут быть подразделены на следующие три группы: линейные алканы с прямой цепью , разветвленные алканы и циклоалканы . Алканы также являются насыщенными углеводородами . Алканы — это простейшие и наименее реакционноспособные виды углеводородов, содержащие только углерод и водород. Они очень важны с коммерческой точки зрения, так как являются основным компонентом бензина и смазочных масел и широко используются в органической химии; хотя роль чистых алканов (таких как гексаны) сводится в основном к использованию в качестве растворителей. Отличительной чертой алкана, отличающей его от других соединений, которые также содержат исключительно углерод и водород, является отсутствие ненасыщенности. Другими словами, он не содержит двойных или тройных связей, которые очень реакционноспособны в органической химии. Хотя они не полностью лишены реакционной способности, отсутствие у них реакционной способности в большинстве лабораторных условий делает их относительно неинтересными, хотя и очень важными компонентами органической химии. Как вы узнаете позже, энергия, заключенная в связи углерод-углерод и связь углерод-водород, довольно высока, и их быстрое окисление производит большое количество тепла, обычно в форме огня.

      Подробнее о свойствах алканов

      Изомерия

      Алканы с четырьмя или более атомами углерода могут иметь более одного расположения атомов, поэтому они могут образовывать структурные изомеры. Атомы углерода могут образовывать одну неразветвленную цепь, или первичная цепь атомов углерода может иметь одну или несколько более коротких цепочек, образующих ответвления. Например, бутан (C 4 H 10 ) имеет две возможные структуры. Нормальный бутан (обычно называемый n -бутан или просто бутан ) представляет собой CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 , в котором атомы углерода образуют одну неразветвленную цепь. Напротив, сокращенная структурная формула изомера 2-метилпропана (иногда называемого изобутана ) имеет вид (CH 3 ) 2 CHCH 3 , в которой первичная цепь из трех атомов углерода имеет один- разветвление углеродной цепи у центрального атома углерода. Трехмерные представления обеих структур следующие:

      Один из основных компонентов бензина обычно называют изооктаном; его структура следующая:

      Соединение имеет цепь из пяти атомов углерода, поэтому оно является производным пентана. Имеется две ответвления метильной группы у одного атома углерода и одна метильная группа у другого. Использование наименьших возможных чисел для ветвей дает 2,2,4-триметилпентан для систематического названия этого соединения.

      Применение алканов

      Простейшим алканом является метан (CH 4 ), бесцветный газ без запаха, который является основным компонентом природного газа. Другие простые алканы используются в качестве топлива и растворителей.

      растворитель растворитель растворитель
      Таблица : Первые 10 алканов с прямой цепью
      Имя Количество атомов углерода Молекулярная формула Концентрированная структурная формула Температура кипения (°С) Использование
      метан 1 Ч 4 СН 4 −162 компонент природного газа
      этан 2 С 2 Н 6 CH 3 CH 3 −89 компонент природного газа
      пропан 3 С 3 Н 8 CH 3 CH 2 CH 3 −42 газ в баллонах
      бутан 4 С 4 Н 10 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 или CH 3 (CH 2 ) 2 CH 3 0 зажигалки, газовые баллоны
      пентан 5 С 5 Н 12 CH 3 (CH 2 ) 3 CH 3 36, бензин
      гексан 6 С 6 Н 14 CH 3 (CH 2 ) 4 CH 3 69, бензин
      гептан 7 С 7 Н 16 CH 3 (CH 2 ) 5 CH 3 98, бензин
      октановое число 8 С 8 Н 18 CH 3 (CH 2 ) 6 CH 3 126 бензин
      нонан 9 С 9 Н 20 CH 3 (CH 2 ) 7 CH 3 151 бензин
      декан 10 С 10 Н 22 CH 3 (CH 2 ) 8 CH 3 174 керосин

      Физические свойства

      Температуры кипения

      Показанные точки кипения относятся к изомерам с «прямой цепью», в которых их более одного (рис. 1). Обратите внимание, что первые четыре алкана являются газами при комнатной температуре, а твердые вещества не начинают появляться примерно до C 17 H 36 .

      Рисунок 1: Нормальные температуры кипения первых четырех алканов

      Температуры не могут быть более точными, чем указанные в этой таблице, поскольку каждый изомер имеет разные температуры плавления и кипения. К тому времени, как вы получите 17 атомов углерода в алкане, будет невероятное количество изомеров! Циклоалканы имеют температуры кипения, которые примерно на 10–20 o C выше, чем у соответствующего алкана с прямой цепью.

      Существует разница электроотрицательностей между углеродом и водородом (2,1 против 1,9) маленький; поэтому существует лишь небольшая полярность связи, а это означает, что единственными притяжениями между одной молекулой и ее соседями будут дисперсионные силы Ван-дер-Ваальса. Эти силы будут очень малы для такой молекулы, как метан, но будут увеличиваться по мере увеличения размера молекул. Следовательно, температура кипения алканов увеличивается с размером молекулы.

      Что касается изомеров, чем более разветвлена ​​цепь, тем ниже температура кипения. Дисперсионные силы Ван-дер-Ваальса меньше для более коротких молекул и действуют только на очень коротких расстояниях между одной молекулой и ее соседями. Коротким объемным молекулам (со значительным количеством разветвлений) труднее располагаться близко друг к другу (компактно) по сравнению с длинными тонкими молекулами.

      Пример

      Температуры кипения трех изомеров C 5 H 12 следующие:

      • пентан (309,2 K)
      • 2-метилбутан (301,0 К)
      • 2,2-диметилпропан (282,6 К)

      Обратите внимание, что по мере уменьшения площади поверхности алкана (из-за разветвления) температура кипения немного снижается.

      Растворимость

      Алканы (как нормальные, так и циклоалканы) практически нерастворимы в воде, но растворяются в органических растворителях. Жидкие алканы являются хорошими растворителями для многих других ковалентных соединений. При растворении молекулярного вещества в воде должно происходить следующее:

      • нарушение межмолекулярных сил внутри вещества. В случае алканов это дисперсионные силы Ван-дер-Ваальса.
      • нарушение межмолекулярных сил в воде, чтобы вещество могло поместиться между молекулами воды. В воде основным межмолекулярным притяжением являются водородные связи.

      Чтобы разрушить любое из этих притяжений, требуется энергия, хотя количество энергии, необходимое для разрушения дисперсионных сил Ван-дер-Ваальса в соединении, таком как метан, относительно незначительно; это не относится к водородным связям в воде.

      Проще говоря, вещество будет растворяться, если при образовании новых связей между веществом и водой высвобождается достаточно энергии, чтобы компенсировать энергию, необходимую для разрушения первоначальных притяжений. Единственным новым притяжением между молекулами алкана и воды являются силы Ван-дер-Ваальса. Эти силы не выделяют достаточного количества энергии, чтобы компенсировать энергию, необходимую для разрыва водородных связей в воде. Следовательно, алкан не растворяется.

      Растворимость в органических растворителях

      В большинстве органических растворителей основными силами притяжения между молекулами растворителя являются силы Ван-дер-Ваальса, состоящие либо из сил дисперсии, либо сил притяжения диполь-диполь. Следовательно, когда алкан растворяется в органическом растворителе, силы Ван-дер-Ваальса разрушаются и заменяются новыми силами Ван-дер-Ваальса. Два процесса более или менее энергетически компенсируют друг друга; таким образом, нет никаких препятствий для растворимости.

      Химическая активность

      Алканы содержат прочные углерод-углеродные одинарные связи и прочные углерод-водородные связи. Связи углерод-водород лишь очень слабо полярны. Следовательно, нет части молекулы, которая несет значительное количество положительного или отрицательного заряда, необходимого для притяжения к ней других молекул.