Молекулярные вещества не растворяются в воде да или нет

Утверждение «молекулярные вещества не растворяются в воде» звучит категорично,
но насколько оно соответствует действительности?
Вода — полярный растворитель, поэтому её «поведение» по отношению к веществам
молекулярного строения зависит от целого ряда факторов: полярности молекул, наличия водородных связей, температуры и давления.
Ниже мы разберёмся, почему одни молекулярные соединения прекрасно растворяются, а другие практически не реагируют с водой.

Что такое «молекулярные вещества»?

Это вещества, структурной единицей которых является отдельная молекула,
связанная внутри себя ковалентной связью.
Между же молекулами действуют сравнительно слабые межмолекулярные взаимодействия:

• Ван-дер-ваальсовы силы
• водородные связи (если есть донор-акцептор N–H, O–H, F–H)
• диполь-дипольные взаимодействия

Классификация по растворимости

Для водных растворов принято следующее деление (при 20 °С):

Почему одни молекулярные вещества растворимы, а другие — нет?

Полярность молекулы

Вода (H₂O) — полярный растворитель.
Когда молекула вещества также полярна, между ней и молекулами воды возникают сильные диполь-дипольные взаимодействия.
Пример: этанол (C₂H₅OH) легко образует водородные связи с водой, поэтому смешивается с ней в любых пропорциях.

Наличие водородных связей

Сахароза (C₁₂H₂₂O₁₁) имеет множество гидроксильных групп –OH,
способных к водородной связи. Поэтому её растворимость превышает 200 г на 100 г воды при 20 °С.
В отличие от неё парафин (насыщенные углеводороды), неполярное вещество,
и водородных связей с водой создать не может.

Температурная зависимость

Для большинства твёрдых молекулярных веществ растворимость увеличивается с ростом температуры.
Например, растворимость KNO₃ (не молекулярного, но иллюстративного примера)
растёт с 31,6 г/100 г воды при 20 °С до 245 г/100 г при 100 °С.
Для газов закономерность обратная: растворимость падает при нагревании.

Давление

Для твёрдых и жидких молекулярных веществ давление практически не влияет на растворимость.
Для газов же, согласно закону Генри, рост давления увеличивает растворимость пропорционально;

Когда «молекулярные вещества не растворяются», почти правда?

• Вещества с неполярной ковалентной связью: йод (I₂), метан (CH₄), алмаз (C).
• Высокомолекулярные полимеры без полярных групп: полиэтилен, полипропилен.
• Липофильные соединения: жиры и масла, построенные из длинных углеводородных цепей.

Для них единственный способ «заставить» взаимодействовать с водой — это ввести в молекулу полярные группы,
например гидрофильный «хвост» в молекулах ПАВ (пав).

Утверждение «молекулярные вещества не растворяются в воде» — не является абсолютной истиной.
Да, неполярные молекулярные вещества в воде практически не растворимы.
Нет, полярные молекулы (сахар, спирты, многие кислоты) прекрасно растворяются.
Поэтому правильный ответ: «Зависит от полярности и структуры молекулы!»

Краткое резюме

1. Молекулярные вещества могут растворяться в воде при условии полярности и/или наличия водородных связей.
2. Неполярные молекулы (алмаз, парафин) действительно почти не растворимы.
3. Растворимость регулируется температурой (для твёрдых вещств — ↑) и давлением (для газов — ↑).