💡 вопрос, страница 93 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Вопросы по тексту. §13. Растворение. Глава 2. Экспериментальная работа с веществами - страница 93.

Почему одни вещества хорошо смешиваются друг с другом, а другие нет?

Способность веществ смешиваться друг с другом, или их взаимная растворимость, определяется фундаментальным принципом химии: «подобное растворяется в подобном». Этот принцип основан на природе межмолекулярных сил, действующих между частицами (молекулами, атомами или ионами) смешиваемых веществ. Ключевым фактором, определяющим это «подобие», является полярность молекул.

Полярные вещества

Молекулы полярных веществ (например, воды $H_2O$, этанола $C_2H_5OH$, аммиака $NH_3$) имеют неравномерное распределение электрического заряда. В них есть области с частичным положительным ($\delta^+$) и частичным отрицательным ($\delta^-$) зарядом. Такие молекулы называются диполями. Когда два полярных вещества смешиваются, их молекулы сильно притягиваются друг к другу: положительный полюс одной молекулы притягивается к отрицательному полюсу другой. Эти силы притяжения (диполь-дипольные взаимодействия, водородные связи) достаточно сильны, чтобы преодолеть силы, удерживающие молекулы в их исходных веществах, и позволяют им свободно перемешиваться.
Пример: Спирт хорошо растворяется в воде, потому что и вода, и спирт являются полярными жидкостями, способными образовывать друг с другом прочные водородные связи.

Неполярные вещества

Молекулы неполярных веществ (например, масла, бензина, кислорода $O_2$, метана $CH_4$) имеют симметричное строение и равномерное распределение электронного заряда. Между такими молекулами действуют только слабые силы межмолекулярного взаимодействия, называемые лондоновскими дисперсионными силами. Когда два неполярных вещества смешиваются, их молекулы легко проникают друг в друга, так как силы притяжения между однородными и разнородными молекулами примерно одинаковы и очень слабы.
Пример: Машинное масло легко смешивается с бензином, так как оба вещества состоят из неполярных углеводородных молекул.

Смесь полярных и неполярных веществ

Когда пытаются смешать полярное и неполярное вещество (например, воду и растительное масло), они не смешиваются. Причина в том, что силы притяжения между полярными молекулами воды (водородные связи) намного сильнее, чем силы притяжения между молекулами воды и неполярными молекулами масла. Молекулы воды эффективно «выталкивают» молекулы масла, предпочитая взаимодействовать друг с другом, так как это энергетически выгоднее. Разрыв сильных связей между молекулами воды потребовал бы больше энергии, чем выделилось бы при образовании слабых связей с молекулами масла. В результате образуются два отдельных слоя: более плотное вещество опускается вниз, а менее плотное остается на поверхности.

Ответ: Вещества хорошо смешиваются друг с другом, если их молекулы имеют схожую полярность, что описывается правилом «подобное растворяется в подобном». Полярные вещества (как вода) смешиваются с другими полярными веществами благодаря сильным межмолекулярным взаимодействиям. Неполярные вещества (как масло) смешиваются с другими неполярными из-за слабых взаимодействий между их молекулами. Полярные и неполярные вещества не смешиваются, потому что сильные связи между полярными молекулами не позволяют неполярным молекулам внедриться между ними, так как это энергетически невыгодно.