溶液形成的能量学

当溶质与溶剂混合形成溶液时，其组成分子之间存在三种主要的分子间作用力：即溶质分子之间的吸引力、溶剂分子之间的吸引力，以及溶剂分子与溶质分子之间的吸引力。

溶质在溶剂中溶解时，必须破坏溶质粒子之间的溶质-溶质相互作用，以便溶质与溶剂粒子之间形成更多的相互作用位点。

为了使溶质粒子进入溶剂分子之间，必须打破溶剂粒子之间的溶剂-溶剂相互作用。

必须建立溶剂与溶质粒子之间的溶剂-溶质相互作用，才能使物质相互混合。

溶质在溶剂中的溶解程度取决于这三种相互作用彼此之间的相对强弱。

如果溶剂与溶质之间的相互作用足以克服溶质-溶质和溶剂-溶剂之间的相互作用，则溶质将很容易溶解在溶剂中。

溶解度既取决于溶质与溶剂分子之间的分子间作用力，也取决于混合的倾向，后者由系统熵的增加所驱动。

溶液的形成并不会降低原子的势能；相反，它使原子的动能分布到更大的体积中。这种能量的分散增加了各相的熵，从而使溶液的形成成为一个自发过程。

破坏溶质-溶质和溶剂-溶剂之间的粒子相互作用需要输入能量，以克服它们之间的吸引力，因此这些步骤本质上是吸热的。

而溶质粒子与溶剂粒子混合的过程是放热步骤，因为溶质粒子与溶剂粒子之间的相互吸引作用会释放能量。

溶液的总焓变是每一步焓变的总和。如果总焓变为负值，则该过程为放热过程；如果总焓变为正值，则该过程为吸热过程。