Hvorfor er ammoniak mere opløselig i vand end fosfin?

1. Hydrogenbinding:

* ammoniak: Ammoniak kan danne stærke brintbindinger med vandmolekyler. Det stærkt elektronegative nitrogenatom i ammoniak tiltrækker elektronparret i N-H-bindingen, hvilket giver hydrogenatomet en delvis positiv ladning. Denne positive ladning interagerer stærkt med de ensomme par på iltatomet af vand og danner en brintbinding.

* phosphin: Fosfin har på den anden side en meget svagere evne til at danne brintbindinger. Fosforatomet er mindre elektronegativt end nitrogen, hvilket resulterer i et svagere dipolmoment og mindre positiv ladning på brintatomerne. Dette fører til svagere interaktioner med vandmolekyler.

2. Molekylær størrelse og polariserbarhed:

* ammoniak: Ammoniak er et mindre molekyle end fosfin, hvilket gør det muligt for det bedre at interagere med de små vandmolekyler.

* phosphin: Phosphin er et større molekyle og har en større polariserbarhed, hvilket betyder, at dens elektronsky lettere er forvrænget. Denne øgede polariserbarhed fører til svagere hydrogenbinding og lavere opløselighed.

3. Elektronegativitet og polaritet:

* ammoniak: Den højere elektronegativitet af nitrogen sammenlignet med fosfor resulterer i en mere polær N-H-binding i ammoniak. Denne stærkere polaritet forbedrer ammoniakens evne til at danne brintbindinger med vand.

* phosphin: P-H-bindingen i phosphin er mindre polær, hvilket resulterer i svagere interaktioner med vand.

4. Obligationsstyrke:

* ammoniak: N-H-bindingen er stærkere end P-H-bindingen, hvilket gør det vanskeligere for ammoniak at gå i stykker og opløses i vand.

* phosphin: Den svagere P-H-binding i phosphin gør det lettere for molekylet at adskille sig i vand, men denne dissociation er ikke tilstrækkelig til at overvinde manglen på stærk hydrogenbinding.

Kortfattet: Kombinationen af ​​stærkere hydrogenbinding, mindre størrelse, højere polaritet og stærkere N-H-binding i ammoniak gør det meget mere opløseligt i vand end fosfin.