[科普中国]-什么是相似相溶？

物质相互溶解的机制十分复杂，存在许多制约因素，因此要从分子结构的角度分析，才能探明不同物质是否能相互溶解。科学家通过对大量实验的观察和研究，得出了“相似相溶”的规律。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极性问题。分子的极性与分子内化学键的极性和分子的空间构型有关。

分子中或晶体里相邻原子或离子间的强烈相互作用，被称为化学键。常见的化学键有离子键、共价键和金属键。其中，与分子极性有关的是共价键。共价键是原子间通过共用电子对而形成的化学键，水分子就是由两个氢原子和一个氧原子通过共价键结合而成的。又如氢气分子，由两个氢原子通过共价键结合生成。

虽然都是通过共价键结合，水分子和氢气分子内的共价键却有很大的区别。原子核对外层电子的吸引能力不同，是元素化学性质不同的本质原因。当电子偏向分子中电负性更强的原子时，共价键就会出现极性。就像两个不同体重的人一起玩跷跷板，跷跷板总会向体重更大的一方倾斜。氢分子的共价键的两端是同种元素原子，两个氢原子对电子的吸引力相同，因此氢分子中的共价键没有极性。而水分子的共价键由不同元素原子形成，氧原子的电负性大于氢原子，因此水分子中的共价键是有极性的。

分子的极性还与分子的空间构型有关。例如二氧化碳分子，其共价键是由不同元素原子构成的，存在极性。但是因为二氧化碳分子的构型是对称的直线形，两边键的极性可以相互抵消。因此，虽然含有极性键，二氧化碳分子却是不折不扣的非极性分子。我们在判断某种分子是否有极性时，不仅要分析这种分子内部的化学键极性，还要考虑这种分子的空间构型是否存在共价键极性抵消的情况。

其次，理解“相似相溶”还要知道分子之间存在的作用力。

分子之间存在的作用力分为取向力、诱导力和色散力。非极性分子之间只有色散力，极性分子和非极性分子之间有诱导力和色散力，极性分子之间三种力都有。

分子间作用力对物质溶解度的影响非常明显。极性溶质与极性溶剂之间存在较强的取向力，因此可以相互溶解；非极性溶质和非极性溶剂之间存在较强的色散力，因此也可以相互溶解；非极性溶质分子与极性溶剂分子，极性溶质分子与非极性溶剂分子，它们之间的作用力一般小于溶质分子间的作用力和溶剂分子间的作用力，因此不能相互溶解。

所以说，“相似相溶”是指非极性溶剂一般能溶解非极性溶质，极性溶剂一般能溶解极性溶质。同时在理解“相似相溶”原理时，我们也必须明白，并非所有溶解过程都符合“相似相溶”原理。如俗名为氯仿的三氯甲烷和水都具有极性，但氯仿却不能溶于水。

本文由北京市海淀区教师进修学校附属实验学校中学一级教师牟丹进行科学性把关。

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