Современные представления о причинах и механизме диссоциации электролитов основаны на химической теории растворов Д.И. Менделеева и исследованиях выдающегося химика И.А. Каблукова.
Электролитическая диссоциация в растворе происходит за счет сложного физико-химического взаимодействия молекул растворителя с электролитом. Большую роль играет характер химической связи и строение молекул растворителя и растворенного вещества. Растворители, в которых электролиты растворяются на ионы, состоят из полярных молекул – полярные растворители. Типичный представитель – вода.
Согласно химической теории растворов Д.И. Менделеева, при растворении веществ в воде происходит химическое взаимодействие растворенного вещества с молекулами воды. В результате образуются химические соединения – гидраты.
И.А. Каблуков доказал гидратацию не только молекул, но и ионов, которые особенно склонны к гидратации. Соединяясь с молекулами воды, ионы становятся гидратированными и более устойчивыми.
Число молекул воды, присоединенных к иону, определяется его размером: небольшие по размеру катионы бериллия образуют тетрагидраты Be(H2O)2+4 ; катионы большого размера образуют гексагидраты: Mg(H2O)2+6, Ni(H2O)2+6, Fe(H2O)2+6.
Катионы, имеющие меньшие размеры, чем анионы, притягивают молекулы воды сильнее и прочнее удерживают их.
Особенно устойчивы гидраты многозарядных катионов (Me2+, Me3+).
Силы взаимодействия между некоторыми катионами и молекулами воды настолько прочны, что образуемые ими гидратированные ионы существуют не только в растворе, но и в кристаллическом состоянии. Например тетрагидрат бериллия Be (H2O)2+4 входит также в состав твердых солей: BeCl2 * 4H2O;
BeSO4 * 4H2O; BeCO3 . 4H2O.
Механизм диссоциации электролита с ионной связью в водном растворе – например, хлорида натрия. При растворении в воде, ионы соли, находящиеся в узлах кристаллической решетки, взаимодействуют с диполями воды: положительные полюсы молекул воды притягиваются к отрицательным хлорид- ионам; отрицательные полюса – к положительным ионам натрия. Между ионами электролита и диполями воды возникают силы взаимного притяжения (ион – дипольные связи), которые прочнее межионных связей в кристалле.
В результате связь между ионами в кристалле ослабляется, кристаллическая решетка ионного соединения разрушается и ионы в гидратированном виде переходят в раствор.
 | |||||
 | |||||
 | |||||
 | |||||||||
 |  | | |||||||
 | |||||||||
| 
| ||||
| 
|
| |||
| 
|
|
Гидратированные ионы
 | |||||
 | |||||
 | |||||
 | |||||
 | |||||
| |||||
 | |||
 | |||
Процесс электролитической диссоциации хлорида натрия с учетом гидратации ионов выражается следующим уравнением:
Na+Cl- + nH2O Na+ . xH2O + Cl – (n – x) H2O
Кристаллы гидратированные
ионы
Уравнение в упрощенном виде, без учета гидратации ионов: NaCl Na+ + Cl-
Механизм диссоциации электролитов с полярной ковалентной связью: например, HCl – вокруг каждой молекулы растворяемого вещества происходит ориентация диполей воды и возникают междипольные связи. В результате диполь-дипольного взаимодействия изменяется характер химической связи в молекуле HCl. Связь в молекуле электролита становиться более полярной, а затем превращается в ионную. Эта связь разрывается с образованием гидратированных ионов, которые переходят в раствор.
HCl + m H2O = H+ . H2O + Cl- . (m - 1)H2O
газ гидратированные ионы
 | |||||||||||
 |  | ||||||||||
 | |||||||||||
 | |||||||||||
 | |||||||||||
+
 | |||||||||||||||
 |  |  | |||||||||||||
 | |||||||||||||||
 | |||||||||||||||
 |  | ||||||||||||||
Так диссоциируют кислородсодержащие и бескислородные кислоты.
Главной причиной диссоциации молекул электролитов на ионы в водных растворах являются гидратация ионов. В образовании гидратированных ионов большую роль играют донорно-акцепторное, диполь-дипольное и ион-дипольное взаимодействия, водородные связи и другое.
Например, ионы водорода, соединяясь в растворе с молекулой воды, образуют ионы гидроксония H3O+: H2O + H + H3O+, где имеет место донорно-акцепторное взаимодействие:
|
H.. H.. H +
O: + H + O H+ O H
H H H
