硫黄はなぜ水に溶けにくいのか？

質問

高校の授業の問題なんですが・・・。
理科の実験で素朴な疑問なんですが、硫黄はなぜ水に溶けにくいのか教えてください。

回答No.2

HIMADESU

素朴ゆえに答えにくい質問です。思わず「溶けないものは溶けないんだ！」といってしまいたくなる質問です。あえて言えば、極性で説明できるでしょう。
　水というものは、我々は普段あまり気づいていませんが、とっても特殊な液体です。分子量がたった１８しかないのに、沸点は１００℃です。これを他の物質と比べてみてください。窒素の分子量は２８，酸素は３２です。いずれも沸点はマイナス２００℃位と非常に低いです。炭化水素でも、メタンが１６ですが、これも沸点はマイナスですね。この違いは、水の構造に原因があります。水はご存知のように、Ｈ－Ｏ－Ｈという分子式ですが、直線的に並んでいるのではなく、約１２０℃位の角度を持っています。一方、水素と酸素では、Ｈ－Ｏ結合を作っている電子を引っ張る力が違い、電子は酸素の方に偏っています。この電子を引っ張る力と、１２０度の角度があるため、分子全体では、電子の多い部分（－の部分）と電子の少ない部分（＋の部分）が出来てきます。この結果、ある水の分子の電子の多い部分と隣にある水の分子の電子の少ない部分は引き合います。ですから、分子がバラバラになる気体になるためには、高い温度が必要なのです。このように一つの分子が電子の多い部分と少ない部分に分かれる性質を持つ時、これを極性と読んでいます。
　一方、水に溶けるという現象を考えて見ますと、水の分子同士が＋と－で引き合っている力を、引き離して、他の物質がそこに割り込む現象といえます。食塩(NaCl)は、Na+とCl-に別れます。Na+は水の分子の多い部分（－の部分）と引き合い、Cl-は水の分子の少ない部分（＋の部分）と引き合うため、食塩は水に溶けるのです。
　さて、硫黄の方ですが、硫黄は色々な種類が実はあります。しかし、どれも硫黄同士が結びついたものですから、電子を引っ張る力は同じで、一つの分子の中に電子の多い部分や少ない部分といった偏りはできません。ですから、極性がないことになります。ですから、食塩の場合のように、水の分子と引き合わないので溶けません。
　ちょっと専門的な説明になってしまいましたが、基本的には極性のある水には、極性のない硫黄が溶けないんだということです。

お礼

こんなに奥の深いものだとは考えてもいませんでした。
専門的な回答ありがとうございました。勉強になります。