Les composés polaires ont tendance à se dissoudre dans l’eau, et nous pouvons étendre cette généralité aux composés les plus polaires de tous les composés ioniques. Le sel de table, ou chlorure de sodium (NaCl), le composé ionique le plus courant, est soluble dans l’eau (360 g/L). Rappelons que le NaCl est un cristal de sel composé non pas de molécules discrètes de NaCl, mais plutôt d’un réseau étendu d’ions Na+ et Cl- liés entre eux en trois dimensions par des interactions électrostatiques. Lorsque le NaCl se dissout dans l’eau, les interactions électrostatiques au sein du cristal doivent être rompues. En revanche, lorsque des composés moléculaires se dissolvent dans l’eau, ce sont les forces intermoléculaires entre des molécules distinctes qui sont perturbées. On pourrait imaginer que la rupture des interactions ioniques nécessite un apport d’énergie très élevé (nous avons déjà vu que les diamants ne se dissolvent pas dans l’eau parce que des liaisons covalentes réelles doivent être rompues). Ce serait vrai si l’on ne considérait que l’énergie nécessaire à la rupture des interactions ioniques, comme l’indique le fait que le NaCl fond à 801 oC et bout à 1413 oC. Mais nous savons que des substances comme le NaCl se dissolvent facilement dans l’eau, il y a donc manifestement autre chose qui se passe. L’astuce consiste à considérer l’ensemble du système lorsque le NaCl se dissout, tout comme nous l’avons fait pour les espèces moléculaires. Nous devons prendre en compte les interactions qui sont rompues et celles qui sont formées. Ces changements dans les interactions sont reflétés dans le terme ΔH (de ΔG = ΔH – TΔS).

Lorsqu’un cristal de NaCl entre en contact avec de l’eau, les molécules d’eau interagissent avec les ions Na+ et Cl- à la surface du cristal, comme le montre la figure. Les extrémités positives des molécules d’eau (les hydrogènes) interagissent avec les ions chlorure, tandis que l’extrémité négative des molécules d’eau (l’oxygène) interagit avec les ions sodium. Ainsi, l’ion à la surface du solide interagit avec les molécules d’eau de la solution ; ces molécules d’eau forment un groupe dynamique autour de l’ion. Le mouvement thermique décrivant l’hydratation d’un Na (qui reflète l’énergie cinétique des molécules, c’est-à-dire l’ion + sur une surface de NaCl.
mouvement entraîné par les collisions avec d’autres molécules du système) déplace ensuite l’ion et sa coquille d’eau dans la solution.116 La coquille d’eau est très dynamique – des molécules y entrent et en sortent. L’interaction ion-dipôle entre les ions et les molécules d’eau peut être très fortement stabilisante (- ΔH). Le processus par lequel les molécules de solvant interagissent avec les molécules de soluté en solution et les stabilisent est appelé solvatation. Lorsque l’eau est le solvant, le processus est appelé hydratation.

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