ตัวถูกละลายที่มีขั้วจะละลายในตัวทำละลายที่มีขั้ว

ไมเคิลกำลังหาคำตอบอยู่ว่า มีสารตัวใดบ้างที่สามารถละลายน้ำได้ เกลือก็ละลายน้ำได้ แอลกอฮอล์ก็ด้วย แล้วก็มีน้ำส้มสายชูกับสบู่ แต่น้ำมันละลายน้ำไม่ได้ มีอะไรเกิดขึ้นที่นั่นบ้างนะ คำตอบที่เราตามหาอยู่ในโครงสร้าง โมเลกุลของสารแต่ละตัว โมเลกุลของน้ำประกอบด้วย ธาตุไฮโดรเจน 2 อะตอม ที่เชื่อมกับธาตุออกซิเจน 1 อะตอม จะเห็นว่าอะตอมของไฮโดรเจนนั้น อยู่ในฝั่งเดียวกับอะตอมของออกซิเจน นี่ทำให้มันสำคัญมากจริงๆ ทำไมน่ะเหรอ ช่องว่างระหว่างอะตอมและรอบๆอะตอม จะมีอิเล็กตรอนอยู่ และแรงดึงจากอะตอมของออกซิเจน จะดึงอิเล็กตรอน ได้มากกว่าที่อะตอมของไฮโดรเจนจะทำได้ ดังนั้นอิเล็กตรอนจึงถูกดึงให้ห่างออกไป จากโมเลกุลของโฮโดรเจน และเข้าไปอยู่ชิดกับอะตอมของออกซิเจน ซึ่งสิ่งที่ได้ก็คือฝั่งหนึ่ง จะมีประจุบวกมากกว่า และอีกฝั่งหนึ่งจะมีประจุลบมากกว่า โมเลกุลของน้ำเป็นโมเลกุลที่มีขั้ว ซึ่งพื้นที่บริเวณที่มีทั้งประจุบวกและลบ จะเป็นจุดที่ดึงโมเลกุลตัวอื่นได้ดีมาก โดยจะดึงได้ทั้งโมเลกุลที่มี ประจุบวกและประจุลบ นอกจากนี้ยังมีสารประกอบมีขั้วด้วย นี่คือเกลือโซเดียมคลอไรด์ที่ใช้บริโภค มันมีโครงสร้างผลึกของไอออนบวก และไอออนลบอยู่ในนั้น ด้วยความที่มันมีพื้นที่ที่มีทั้งประจุบวก และประจุลบนี้เอง มันจึงเป็นสารประกอบมีขั้ว เหมือนกับน้ำนั่นแหละ ทีนี้มาดูกันว่าจะเกิดอะไรขึ้น เมื่อเราผสมมันเข้ากับน้ำ โมเลกุลของฝั่งที่เป็นประจุบวกในน้ำ จะถูกดึงเข้าไปหาไอออนที่มีประจุเป็นลบ ในขณะที่โมเลกุลฝั่งประจุลบของน้ำ ก็จะถูกดึงเข้าไปหาไอออนที่มีประจุเป็นบวก โครงสร้างผลึกจึงแตกออกจากกัน ทำให้ไอออนเคลื่อนไปในน้ำได้อย่างอิสระ โซเดียมคลอไรด์เองก็เป็นสารประกอบมีขั้ว ที่ผสมเข้ากับสารประกอบตัวอื่น จนเข้ากันดี อย่างเช่น น้ำ โดยไม่จำเป็นว่ามันต้องเป็นโมเลกุล ที่มีทั้งประจุบวกและลบด้วยซ้ำ เพราะขึ้นชื่อว่าสารประกอบโพลาร์ ก็ถือว่าเพียงพอแล้ว นี่คือโมเลกุลของแอลกอฮอล์ และโมเลกุลของกรดแอซีติก ที่พบได้ในน้ำส้มสายชู ในนี้ก็มีอะตอมของออกซิเจน เหมือนกับในน้ำ ที่จะคอยดึงอิเล็กตรอนที่อยู่ ใกล้กับอะตอมเข้ามา และมันก็ไม่ต่างจากน้ำเลย ที่มีอะตอมของไฮโดรเจน กลายมาเป็นประจุบวก และพวกมันก็เป็นโมเลกุลมีขั้ว ที่สามารถละลายน้ำได้เหมือนกัน คราวนี้มาดูสารประกอบตัวนี้กัน มันคือสารไอโอดีน โมเลกุลของไอโอดีนจะประกอบ ไปด้วยอะตอมแบบเดียวเท่านั้น ไม่ว่าฝั่งไหนก็ไม่สามารถดึงอิเล็กตรอน ออกมาได้มากกว่าอีกฝั่งทั้งนั้น และไม่มีฝั่งใดที่จะมีประจุลบ มากไปกว่ากันด้วย โครงสร้างโมเลกุลของมันเป็นแบบสมมาตร ดังนั้นอิเล็กตรอนจึงกระจายตัว ไปอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งนั่นก็หมายถึงว่ามันไม่มีขั้ว ดังนั้นเราจึงเรียกมันว่าโมเลกุลไม่มีขั้ว เมื่อเราผสมผงไอโอดีนลงในน้ำ มันจะละลายน้ำได้ไม่มากนัก นั่นก็เพราะสารที่มีขั้ว และสารที่ไม่มีขั้ว จะรวมตัวกันได้ไม่ดีเท่าที่ควร แล้วสารตัวไหนล่ะที่จะมาละลาย ไอโอดีนและเข้ากันดีได้น่ะ ลองมาดูน้ำมันพืชนี่นะ โมเลกุลในน้ำมันและไขมัน ต่างก็มีอะตอมของออกซิเจนที่จะคอย ดึงเอาอิเล็กตรอนเข้ามาหาตัวมันเอง แต่ดูนั่น อะตอมของออกซิเจนได้ถูก โน้มลงไปอยู่ระหว่างอะตอมของคาร์บอน และไม่ได้อยู่ใกล้กับอะตอมของไฮโดรเจน ที่จะทำให้มันดึงเอาอิเล็กตรอนมาได้ และด้ามแขนยาวของคาร์บอนและ ไฮโดรเจนนั้นก็เป็นแบบสมมาตร ดังนั้น จึงไม่มีฝั่งใดสามารถดึงเอา อิเล็กตรอนไปได้มากกว่าอีกฝั่งแน่ เรียกได้ว่าเป็นการกระจายอิเล็กตรอน อย่างสม่ำเสมอ นั่นหมายความว่าน้ำมัน ไม่ได้ต่างไปจากไอโอดีน ที่เป็นสารประกอบไม่มีขั้ว ดังนั้นเมื่อเติมผงไอโอดีนลงไปในน้ำมัน มันก็จะละลาย นอกจากนี้ โซเดียมคลอไรด์ก็สามารถ ละลายน้ำได้ แต่ละลายในน้ำมันไม่ได้ ส่วนไอโอดีนก็ละลายได้ในน้ำมัน แต่ละลายน้ำไม่ได้ ทำไมเป็นแบบนั้นล่ะ ก็เพราะทั้งโซเดียมคลอไรด์และน้ำ ต่างก็เป็นสารประกอบมีขั้วทั้งคู่ ในขณะที่ไอโอดีนและน้ำมันนั้น เป็นสารประกอบไม่มีขั้ว ตัวทำละลายแบบมีขั้วจะละลาย สารประกอบแบบมีขั้วได้ ในขณะที่ตัวทำละลายแบบไม่มีขั้ว จะละลายสารประกอบที่ไม่มีขั้ว และนี่คือสรุปกฎต่างๆ ตัวถูกละลายที่มีขั้วจะละลายได้ ในตัวทำละลายที่มีขั้ว