请不要回答 因为乙醇是非电解质。。我想知道为什么它溶于水破坏的是分子间作用力 而不是共价键 能从理论角度解释吗


一句话快餐:打破共价键需要克服的能垒太高,然而借来能量打破共价键之后自由能减少的收益又太小,一合计,唔,赔本了……


2019-04-21

乙醇跟水能无限混溶是因为溶质与溶剂间易形成氢键者,溶解度增大(同类互溶),如丙酮、乙醇与水均可形成氢键,故丙酮、乙醇易溶于水。

物质溶解于水,通常经过两个过程:一种是溶质分子的扩散过程,这种过程为物理过程,需要吸收热量;另一种是溶质分子和溶剂分子作用,形成溶剂分子(或水合离子)的过程,这种过程是「化学过程」,放出热量。固体溶质进入溶液后,首先发生分子的扩散(吸热)过程,接著是形成水合离子或水合分子的水合过程(放热)。这里有化学键的破坏和形成,严格说都是物理-化学过程。其实,对于强电解质来说,溶解和电离是难以截然分开的,因为离子的扩散就是「电离」。不过,对于弱电解质说来,首先是扩散成分子(吸热),然后在水分子作用下,化学键被破坏而电离成为自由离子(水合的)。假如是非电解质,那么溶解就是扩散与形成水合分子两个过程了,像这里提到的乙醇就是非电解质。

溶解的分子观点可分成三个步骤,首先是溶剂和溶质分子的分离(步骤1及2),其次是溶剂和溶质的混合(步骤3)。

「溶解性」是指物质在溶剂里的溶解能力,物质的溶解性主要与溶质的性质、溶剂的性质和温度等因素有关。其中,温度被称为影响物质溶解性的外部因素;而溶质的性质和溶剂的性质,被称为影响溶解性的内部因素。至于溶质在某溶剂中的溶解度,一般说来跟以下因素有关:

1). 溶质分子彼此间分离和溶剂分子彼此间分离(扩散)所需的能量;

2). 溶质分子和溶剂分子彼此结合(水合)所放出的能量。

例如,烷烃不溶于水是因为烷烃分子间的作用力虽不强,但水分子间有较强偶极-偶极力,又存在氢键,使水分子彼此分离需较大能量,而烷烃分子跟水分子不易结合,水合的能量很小,不足以补偿烷烃分子间和水分子间分离时所需的能量。因此,烷烃难溶于水。

在物质溶解形成溶液的过程中,所发生的溶质的分子(或离子)向水中扩散的过程吸收热量,而溶质的分子(或离子)与水作用生成水合分子(或水合离子)的过程放出热量。

乙醇能溶于水是由于乙醇分子中有羟基(-OH),乙醇和水分子间能形成氢键。醇和水的分子间形成氢键,放出能量,同时这两种分子互相混合,混乱度增大,熵值增高,二者都能使自由能降低,使溶解过程自发进行,所以,乙醇跟水能无限混溶。醇分子中的烃基的碳原子数增多时,阻碍水分子跟它接近形成氢键,醇在水中的溶解度也随著降低。例如,甲、乙、丙醇可以跟水无限混溶,在 100g 水中可溶解 8g 正丁醇,2.2g 正戊醇,0.7g 正己醇。相反,随著烃基(alkyl group)的增大,烃基在整个分子里所占比率增大,醇的分子结构越来越类似烃分子结构。所以,高级醇不溶于水而溶于烃类溶剂中。

(a) 水分子的结构。(b) 两水分子间的氢键比氢氧之间的共价键长且弱。

回到问题本身来说,乙醇溶于水是扩散及水合的物理-化学过程,指的是水分子以其氢和羟基(-OH),与物质分子的不饱和键加成生成新的化合物,是属于「氢键」的作用力,并不是破坏水分子结构,所以不涉及共价键的化学反应。而相对于共价键,氢键是微弱的键结,约为 23kJ/mol,而水分子内的 O-H 共价键则为 470kJ/mol


好吧,让我们来详细研究一下乙醇分子间的氢键键能和碳氢单键键能、碳氧单键键能、氢氧单键键能:

氢键键能:5~20KJ/mol

碳氢碳氧氢氧单键键能:约400、345、450KJ/mol

两者悬殊太大,这样说吧,爬山给你两条路一条路是悬崖一条路是缆车,要你你选哪个?

肯定坐缆车啊!分子和你一样聪明,他们也知道偷懒也知道欺软怕硬,所以水分子断裂的是乙醇分子间氢键而不是断裂乙醇分子中的共价键

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最后一段写错了哈,毕竟学术水平有限,啊啊啊,感谢评论区大佬的纠正!以下是正确补充(?′ω`?)

思路很好,就是结尾不太对,氯化氢键能431kJ/mol,如果如答者所说,水不提供能量那为什么氯化氢会断共价键?水合还是氢键还是看化学势的高低,要综合考虑水合热,生成焓,吉布斯自由能,这些都是和水相互作用时产生的能量转移和变化,并非如答者所言水不供能


别小看了氢键。

微尺度下的氢键作用力比想像中大的多,而且相图里面也可以看出来水和乙醇是一种互溶的关系,某种意义上是二者通过氢键结合形成了新的均相物质。

氢键能做到的事情,何必麻烦共价键。逃


首先我问个问题,氧原子跟氢原子之前的键叫什么键。是不是叫共价键。溶于水的乙醇有没有部分电离,生成阴阳离子。那这部分负离子是不是氧负。有没有共价键断裂。


一般氢键小于或约等于分子间作用力的作用,但是在水中的氢键作用力强于分子间作用力,氢键的理论结构就是基于水分子产生的。而乙醇(ch3ch2oh)溶于水的共价键不可能完全断裂,也不可能断裂,先说前者,任何有机溶质溶于水共价键都不会完全断裂,ch键在任何情况下都不可能先断裂,除非只有ch键,在高温电离状态下有可能断裂,但是排除人为因素。再说后者,共价键溶于水不可能断裂因为有氢键存在,氢键在oh键下有极强的吸引作用,而轨道电子都被吸引而聚集在oh键上,共价键的吸引力就会相对减弱,持续在不活跃的低能状态,而消耗ch键需要大量的能量,但是oh键就不一样了,高能易断。再加上分子间作用力的能力就弱于分子内作用力,而氢键属于分子内作用力,所以说共价键才不会断裂啊。


因为氢键算分子间作用力啊


溶解只是物理作用,破坏共价键就发生化学反应了,像氯化钠溶解是因为阴阳离子之间的静电作用被水合作用破坏了。


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