質問: ハロゲン化アルキルと水の相溶性 ハロゲン化アルキルはなぜ水に溶けにくいのでしょうか。 ハロゲンは電子吸引だし、アルキルは電子供与ですよね・・・。 どなたかご教授お願いいたします。
回答: 溶解度の説明は単純なものではありません。 完全に説明できるものではなくある程度どまりです。 たとえば、-oh は、芳香族置換反応で、アルキルよりもはるかに強い 電子供与性です。エタノールやヒドロキノンのように、水に溶けやすく なる性質があります。あなたの質問文とは、違いますね。 電子供与・吸引の極端な例のイオン性物質でも、すべて水に溶けるわけ ではありません。塩化銀や硫酸バリウムなどほとんど溶けません。 ハロゲン化アルキルは、tlc などクロマトをやっているとわかりますが、 極性がかなり弱い部類です。一般的に有機物で 炭化水素<ハロゲン化物<エーテル<エステル<ケトン<アルコール 炭素数が同程度なら、右に行くほど極性が大きく、水溶性もほぼ同様。 なお、ch4, ch3cl, ch2cl2, chcl3, ccl4 の比較では、真ん中が極性が 大きく、水への溶解度も大きいのは当たり前です。 ccl4 では c-cl の極性ベクトルは、対称で打ち消されます。つまり、 c-cl と残り3個の c-cl のベクトルは逆向きにつりあうため同等です。 つまり、ch3cl と chcl3 は、分子レベルでほぼ同じ極性で、重さあたり の溶解度は、変わらないレベルといっていいでしょう。 で、ch2cl2 が極性の合成ベクトルは最も大きいのですが、もちろん倍に ならず、計算では1個の c-cl の 1.15 倍程度です。 ハロゲンの場合、たくさんついたからといって、まわりの他の分子から 見て、極性は大して大きくなるわけではないのです。 酢酸とトリフルオロ酢酸を比べた場合、酸としては後者が強くなりますが、 水への溶解度は、両方よく解けますが、後者は限界があります。 ジエチルエーテルとテトラヒドロフランを比べた場合、ほぼ同じ分子量の エーテルでも、後者は、水と自由に混和します。