Почему водородная связь этанол-вода слабее, чем водородная связь этанол-этанол и водородная связь вода-вода?

Действительно, водородная связь между молекулами этанола и воды слабее, чем водородные связи между молекулами этанола и между молекулами воды. Это объясняется несколькими факторами:
1. Электроотрицательность кислорода:
Вода: Кислород в молекуле воды более электроотрицателен, чем кислород в гидроксильной группе (-OH) этанола. Это приводит к большей поляризации связи O-H в воде, создавая более сильный частичный положительный заряд на атоме водорода.
Этанол: В этаноле электронная плотность частично смещена к этильной группе (C2H5), что снижает поляризацию связи O-H и частичный положительный заряд на водороде.
2. Стерические препятствия:
Этанол-вода: Этильная группа в этаноле создает стерические препятствия, затрудняя оптимальное сближение молекул этанола и воды для образования водородной связи.
Этанол-этанол и вода-вода: Молекулы этанола и воды более компактны, что позволяет им сближаться на оптимальное расстояние для образования более сильных водородных связей.
3. Донорно-акцепторные свойства:
Вода: Вода является хорошим донором и акцептором водородных связей благодаря высокой электроотрицательности кислорода и наличию двух неподеленных электронных пар.
Этанол: Этанол также может быть донором и акцептором водородных связей, но его донорные и акцепторные свойства менее выражены, чем у воды.
Влияние на свойства растворов:
Растворимость: Более слабые водородные связи между этанолом и водой объясняют ограниченную растворимость этанола в воде по сравнению с полной смешиваемостью воды с самой собой.
Температура кипения: Смеси этанола и воды имеют более низкие температуры кипения, чем чистый этанол и чистая вода, что также связано с ослаблением водородных связей в смеси.
В заключение, водородные связи между этанолом и водой слабее, чем водородные связи между молекулами этанола и между молекулами воды из-за меньшей электроотрицательности кислорода в этаноле, стерических препятствий, создаваемых этильной группой, и менее выраженных донорно-акцепторных свойств этанола. Это влияет на свойства растворов этанола и воды, такие как растворимость и температура кипения.