对于那些由于偶极矩、氢键或复杂分子结构而表现出强分子间相互作用的溶液,传统的分子理论就无法适用了。由于多组分化学混合物通常处于化学平衡状态,因此将这些混合物描述为“缔合态”或“可溶性混合物”往往更为恰当。有大量的实验证据表明,当两个醋酸分子通过氢键结合形成新的二聚体时,这种反应确实会发生。根据溶液中醋酸的总体浓度,醋酸会在不同的温度和浓度下发生二聚化现象。
在较高压力(蒸气压)下,单体更容易逸出。苯的活度系数随乙酸组成的变化可能是由于在这种条件下乙酸主要以单体形式存在,而纯乙酸则几乎完全形成了二聚体。在乙酸-苯体系中,乙酸分子与苯分子发生相互作用,导致拉乌尔定律的偏差呈正方向。
溶剂与溶质分子之间通过弱相互作用(如氢键)形成的过程称为溶剂化。在丙酮-氯仿体系中,当氯仿和丙酮中的氢原子结合时,会形成氢键。由于氢键的存在,这两种成分都更不容易从溶液中逸出。换句话说,在这种体系中,拉乌尔定律(Raoult's Law)不再适用。
氢键在溶液中非常常见,但也有许多例子表明,不同组成的分子之间可以形成较弱的化学键。这种通过弱化学力而非物理力结合的新生化物质被称为复合物。通常,这类复合物只能存在于溶液中,并且本质上是不稳定的,因此并不总能被分离出来。溶液的性质取决于分子的行为,而这些分子可能会形成复合物。
例如,氯化银在水中的溶解度极低,因为它只能微弱地分解成银离子和氯离子。然而,加入少量的氨会显著提高其溶解度,这是因为六分子氨与一个银离子反应生成了络合离子 Ag(NH3)6+。氨与银离子结合,促使氯化银分子发生大量解离,从而使氯化银能够溶解在水中。
近年来,使用计算机理论计算溶液的活度系数变得越来越流行。以往,这类计算通常仅限于模型系统,即由硬球分子组成的混合物——也就是没有相互作用力的小分子,这些分子被理想化为具有固定大小的模型。由于这些计算,我们现在对简单液体溶液的特性有了更深入的了解。因为这些分子的形状和大小决定了非极性分子以及含有氢键的分子在空间中的排列方式,而不仅仅是它们之间的分子间作用力。
以硬球分子为例,通过改变它们的柔软度、吸引力,以及在较高温度下的相互穿透能力,这些研究结果可以应用于实际分子的研究。目前实际应用的结果仍然非常有限,即使对于非常简单的二元系统,所需的计算机计算量也非常大。但有充分的理由相信,未来溶液理论的发展将越来越多地依赖于计算机化模型,而非传统的分析方法。
溶剂与溶质分子之间通过弱相互作用(如氢键)形成的过程称为溶剂化。在丙酮-氯仿体系中,当氯仿和丙酮中的氢原子结合时,会形成氢键。由于氢键的存在,这两种成分都更不容易从溶液中逸出。换句话说,在这种体系中,拉乌尔定律(Raoult's Law)不再适用。
氢键在溶液中非常常见,但也有许多例子表明,不同组成的分子之间可以形成较弱的化学键。这种通过弱化学力而非物理力结合的新生化物质被称为复合物。通常,这类复合物只能存在于溶液中,并且本质上是不稳定的,因此并不总能被分离出来。溶液的性质取决于分子的行为,而这些分子可能会形成复合物。
例如,氯化银在水中的溶解度极低,因为它只能微弱地分解成银离子和氯离子。然而,加入少量的氨会显著提高其溶解度,这是因为六分子氨与一个银离子反应生成了络合离子 Ag(NH3)6+。氨与银离子结合,促使氯化银分子发生大量解离,从而使氯化银能够溶解在水中。
近年来,使用计算机理论计算溶液的活度系数变得越来越流行。以往,这类计算通常仅限于模型系统,即由硬球分子组成的混合物——也就是没有相互作用力的小分子,这些分子被理想化为具有固定大小的模型。由于这些计算,我们现在对简单液体溶液的特性有了更深入的了解。因为这些分子的形状和大小决定了非极性分子以及含有氢键的分子在空间中的排列方式,而不仅仅是它们之间的分子间作用力。
以硬球分子为例,通过改变它们的柔软度、吸引力,以及在较高温度下的相互穿透能力,这些研究结果可以应用于实际分子的研究。目前实际应用的结果仍然非常有限,即使对于非常简单的二元系统,所需的计算机计算量也非常大。但有充分的理由相信,未来溶液理论的发展将越来越多地依赖于计算机化模型,而非传统的分析方法。