親水性、疎水性が決まる原理

 
化学に興味のない人には、スルーして下さい。




化学物質の大半は、親水性や疎水性と呼ばれる性質をもちます。
官能基の種類によって、その性質が決まります。

身近な例は、水(H2O)と油(CnH2n+2)ですね。
両者とも液体です。

水も油も液体ですが、両者は混じり合いません。
十分に混ぜ合わせても、しばらく放置しておくと両者は分離します。

水は親水性、油は疎水性なのだから、分離すると教わるのですが。
でも学校では、その理由については、これ以上の説明はほとんどないんですね。
こういうものだと教わるのです。



私の原子モデルを展開していくと、以下のような結論に達します。

・水素結合とは、陽子(ヨウシ)側の共有結合である
http://oyoyo7.blog100.fc2.com/blog-entry-3012.html
・物質の状態(気体、液体、固体)を決めるのは、陽子(ヨウシ)側の共有結合である
http://oyoyo7.blog100.fc2.com/blog-entry-3041.html


水も油も液体です。
したがって、両者とも陽子(ヨウシ)側で共有結合をしているはずです。

では、親水性、疎水性を決めるのは、いったい何なのか?
以前から考えていたことですが、、、

結論はやはり、陽子(ヨウシ)側の共有結合なんですね。

適当な例として、アルコール(C-O-H)とメチル基(C-C-H3)を出してみましょう。

アルコールはアルコール同士で、分子をまたがって、ヨウシ側で共有結合できるんですね。
ヨウシ共有結合ができる理由は、通常の(デンシ)共有結合と同じ理由です。

また、メチル基はメチル基同士で、分子をまたがって、ヨウシ側で共有結合できるんですね。
ヨウシ共有結合ができる理由は、通常の(デンシ)共有結合と同じ理由です。

一方、アルコールとメチル基は、たがいに弾き合います。
C-O-H3には、なりえないんですね。
(逆のC-C-Hは、ごく僅かなら、なりえないこともない)

カギと鍵穴の関係みたいなものですね。
いずれも青線枠内が分子、赤線枠内がヨウシ共有結合です。



アルコール(C-O-H)での例 (クリックで拡大)
C-O-H 親水性の結合の例6
(*部には、#部がもう1つ結合できます)



メチル基(C-C-H3)での例 (クリックで拡大)
C-C-H3 疎水結合の例7


分子内にある官能基があれば、必然的にヨウシ側に同じ構造をもつ。
この構造が分子をまたがって、互いに(ヨウシ)共有結合をする。

だから、同じ化合物ならばもちろんのこと、似通った化合物であれば、互いに混ざり合う。
しかしながら、ヨウシ共有結合をとれない化合物間であれば、互いに弾き合う。

親水性、疎水性というのは、つまるところ、こういう現象の結果ですね。

 
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