为什么水和油不能溶合？

水互溶问题是界面问题，简单说溶解与否都是发生在两相界面的故事。最早期的文献是通过范德华力来解释的，并认为是非极性分子间通过范德华力相互吸引而水分子无法破坏这个力。不过很快就发现甲烷分子在水中、其他溶剂中范德华力差不多，所以认为存在其他作用力。之后的研究认为其实是水氢键起了主要作用，但有意思的是初级化学教科书在解释这个机理的时候实际错了。下面详细说下这个机理： 一般学校里教油水分离问题都会告诉你油水混合过程是吸热的，会破坏氢键原有的构象；而非极性基团与水的相互作用是小于氢键间的作用力的，所以无法融合。简单说就是焓起主要作用。但事实上这是个错误的解释，因为实验上的结果是混合过程是放热的或者deltaH为0，所以起主要作用的是应该是熵。从按宏观理解熵减少似乎不太好接受，这里我们细化这个溶解过程： 第一步溶解需要形成空穴，这涉及氢键的断裂与相的混合。不论从哪方面看，这一步都是吸热（氢键强于水与油间的作用力）且是熵增（两相混合了）的。第二步考虑到这个过程是放热或者deltaH为0的观察事实，肯定发生了其他的放热过程与有序化过程。这时我们引入水笼的概念，也就是说油分子被水分子包被形成水笼。合理的推测就是形成了新的氢键，毕竟空穴如果被非极性分子占据 ，那么这个分子周围的水分子只能另找其他的临近水分子生成新的氢键。水笼理论认为，水笼的存在使得水分子在溶质表面排列更为有序 。由于实验中难以观察到水笼的存在，还有人提出是因为水分子比较小，溶质空穴比较大，形成空穴后实际上减小了溶质与溶剂的自由空间或者说自由度，也就是熵减小了。不论怎么说，水油不互溶问题目前只能从熵驱动这个角度解释。上面这个模型被称作水有序模型。简单说就是水分子会在溶质表面形成有序排列，这是个熵减的过程，同时这个模型在解释溶解问题上也有帮助。这在解释室温下的溶解问题是比较靠谱的，但在较高温度下溶解过程还是焓驱动的吸热反应。

水分子是极性分子,彼此间有很强的电磁引力.油的分子偏于非极性,电磁性低,很难扩散到水中,就象没磁性的物件很难被磁石吸附.所以两者很难互溶。溶解性取决于溶剂/溶剂，溶剂/溶质，溶质/溶质分子（原子，离子）间相互作用的强弱。溶解的过程就是溶质分子彼此脱离、挤进溶剂间的过程。由此可以估算出溶解过程的能量变化（溶质/溶剂 - 溶质/溶质 - 溶剂/溶剂）。油水不混溶，是因为溶剂/溶质作用太弱；碳酸钙沉淀，是因为溶质/溶质作用太强。相似相容就是描述溶剂/溶质作用的。