Лайнус Полінг, Пітер Полінг — Хімія
Розчинність речовин сильно змінюється в різних розчинниках. Проте встановлено кілька загальних правил, що стосуються розчинності, які застосовні головним чином до органічних сполук.
Одне з цих правил говорить, що речовина має тенденцію розчинятися в таких розчинниках, які хімічно подібні до неї. Так, вуглеводень нафталін C10H8 має високу розчинність у бензині, який є сумішшю вуглеводнів, дещо меншу розчинність — в етиловому спирті C2H5OH, молекули якого складаються з коротких вуглеводневих ланцюгів із гідроксильними групами, і дуже погану розчинність — у воді, яка сильно відрізняється від вуглеводнів. Водночас борна кислота B(OH)3, що є гідроксидом, має помірну розчинність у воді та в спирті, тобто в речовинах, які містять гідроксильні групи, і нерозчинна в бензині. Три зазначені розчинники самі підтверджують те саме правило: як бензин, так і вода змішуються зі спиртом (розчиняються в ньому), тоді як бензин і вода взаємно розчиняються лише в дуже невеликих кількостях.
Цим фактам можна дати таке пояснення: вуглеводневі групи (що складаються лише з атомів Карбону й Гідрогену) взаємно притягуються дуже слабко, про що свідчать нижчі температури плавлення й кипіння вуглеводнів порівняно з іншими речовинами приблизно такої самої молекулярної маси. Водночас між гідроксильними групами й молекулами води існує дуже сильне міжмолекулярне притягання; температури плавлення й кипіння води лежать вище від відповідних температур будь-якої іншої речовини з невеликою молекулярною масою. Таке сильне притягання почасти зумовлене іонним характером зв'язків O—H, завдяки чому на атоми накладається електричний заряд. Позитивно заряджені атоми Гідрогену притягуються потім до негативно заряджених атомів Оксигену інших молекул, утворюючи водневі зв'язки й міцно утримуючи молекули разом.
Термін гідрофільний часто застосовують щодо речовин або груп, які притягують воду, а термін гідрофобний застосовують щодо речовин або груп, які відштовхують воду й притягують вуглеводні. Насправді молекули гідрофобної речовини діють силами електронного ван-дер-ваальсового притягання як на молекули води, так і на молекули вуглеводнів. Розчинність водяної пари, наприклад, у гасі (суміші вуглеводнів) за 25 °C і тиску 0,0313 атм (тобто за тиску насиченої пари над рідкою водою за цієї температури) становить 72 мг в 1 кг розчинника, тоді як розчинність метану за того самого парціального тиску дещо менша — 10 мг в 1 кг гасу. Молекули води притягуються молекулами гасу дещо сильніше, ніж молекули метану. Різниця між водою та метаном полягає в тому, що за вищих парціальних тисків водяна пара конденсується в рідину, яка стабілізується міжмолекулярними водневими зв'язками, тоді як метан і далі залишається газом.
Розчинність метану в полярних розчинниках майже така сама, як і в неполярних; у спиртах від метанолу CH3OH до пентанолу (амілового спирту) C5H11OH розчинність метану становить 72—80% значення для гасу. Сили ван-дер-ваальсового притягання молекул розчинника щодо молекул метану залишаються майже однаковими для різних розчинників. З іншого боку, розчинність водяної пари за тиску 0,313 атм в аміловому спирті в 1400 разів більша, ніж у гасі, і вода змішується в будь-яких співвідношеннях із легкими спиртами.
Речовини, що складаються з невеликих неполярних молекул, наприклад кисень, азот і метан, розчиняються у воді приблизно в 10 разів гірше, ніж у неполярних розчинниках. Речовини, що складаються з більших неполярних молекул, по суті не розчиняються у воді, але, як правило, добре розчиняються в неполярних розчинниках. Вода ніби протидіє включенню цих молекул, оскільки утворення потрібних для цього порожнин пов'язане з розривом або деформацією водневих зв'язків між молекулами води. Сполуки, подібні до бензину й нафталіну, не розчиняються у воді, оскільки їхні молекули в розчині заважали б молекулам води утворювати таку саму велику кількість міцних водневих зв'язків, як у чистій воді; з іншого боку, борна кислота розчинна у воді тому, що зменшення кількості зв'язків між молекулами води компенсується утворенням міцних водневих зв'язків між молекулами води та гідроксильними групами молекул борної кислоти.