Γιατί η αμμωνία είναι πιο διαλυτή στο νερό από τη φωσφίνη;
1. Δεσμός υδρογόνου:
* αμμωνία: Η αμμωνία μπορεί να σχηματίσει ισχυρούς δεσμούς υδρογόνου με μόρια νερού. Το εξαιρετικά ηλεκτροαρνητικό άτομο αζώτου στην αμμωνία προσελκύει το ζεύγος ηλεκτρονίων στον δεσμό Ν-Η, δίνοντας στο άτομο υδρογόνου ένα μερικό θετικό φορτίο. Αυτό το θετικό φορτίο αλληλεπιδρά έντονα με τα μοναχικά ζεύγη στο άτομο οξυγόνου του νερού, σχηματίζοντας δεσμό υδρογόνου.
* Φωσφίνη: Η φωσφίνη, από την άλλη πλευρά, έχει πολύ ασθενέστερη ικανότητα να σχηματίζει δεσμούς υδρογόνου. Το άτομο φωσφόρου είναι λιγότερο ηλεκτροαρνητικό από το άζωτο, με αποτέλεσμα μια ασθενέστερη διπολική στιγμή και λιγότερο θετικό φορτίο στα άτομα υδρογόνου. Αυτό οδηγεί σε ασθενέστερες αλληλεπιδράσεις με μόρια νερού.
2. Μοριακό μέγεθος και πολωυσιμότητα:
* αμμωνία: Η αμμωνία είναι ένα μικρότερο μόριο από τη φωσφίνη, επιτρέποντάς του να αλληλεπιδρά με τα μικρά μόρια νερού.
* Φωσφίνη: Η φωσφίνη είναι ένα μεγαλύτερο μόριο και έχει μεγαλύτερη πολωσιμότητα, πράγμα που σημαίνει ότι το σύννεφο ηλεκτρονίων του είναι πιο εύκολα παραμορφωμένο. Αυτή η αυξημένη πολωσιμότητα οδηγεί σε ασθενέστερη δέσμευση υδρογόνου και χαμηλότερη διαλυτότητα.
3. Ηλεκτροαρνητικότητα και πολικότητα:
* αμμωνία: Η υψηλότερη ηλεκτροαρνητικότητα του αζώτου σε σύγκριση με τον φωσφόρο έχει ως αποτέλεσμα έναν πιο πολικό Ν-Η δεσμό στην αμμωνία. Αυτή η ισχυρότερη πολικότητα ενισχύει την ικανότητα της αμμωνίας να σχηματίζει δεσμούς υδρογόνου με νερό.
* Φωσφίνη: Ο δεσμός Ρ-Η στη φωσφίνη είναι λιγότερο πολικός, με αποτέλεσμα ασθενέστερες αλληλεπιδράσεις με νερό.
4. Δύναμη δεσμού:
* αμμωνία: Ο δεσμός Ν-Η είναι ισχυρότερος από τον δεσμό Ρ-Η, καθιστώντας πιο δύσκολο για την αμμωνία να σπάσει και να διαλύεται στο νερό.
* Φωσφίνη: Ο ασθενέστερος δεσμός Ρ-Η στη φωσφίνη διευκολύνει το μόριο να διαχωριστεί στο νερό, αλλά αυτή η διάσταση δεν επαρκεί για να ξεπεραστεί η έλλειψη ισχυρής σύνδεσης υδρογόνου.
Συνοπτικά: Ο συνδυασμός ισχυρότερης σύνδεσης υδρογόνου, μικρότερου μεγέθους, υψηλότερης πολικότητας και ισχυρότερου δεσμού Ν-Η στην αμμωνία καθιστά πολύ πιο διαλυτή στο νερό από τη φωσφίνη.
