Dado que las sustancias no polares se mantienen unidas por las interacciones débiles de van der Waals y las moléculas de agua usan enlaces de hidrógeno fuertes, las interacciones van der Waal de las sustancias no polares no son lo suficientemente fuertes como para romper los enlaces de hidrógeno de las moléculas de agua. En consecuencia, la sustancia no polar no puede dispersarse en agua.
El agua es una molécula polar porque está formada por hidrógeno y oxígeno, que tienen diferentes electronegatividades. La electronegatividad de un átomo es su tendencia a acercar el par de electrones unidos a sí mismo, lo que le da al átomo una carga parcial negativa. El oxígeno tiene una electronegatividad más alta que el hidrógeno y tira de los electrones unidos hacia sí mismo, lo que le da al oxígeno una carga negativa parcial y a los átomos de hidrógeno una carga positiva parcial. El oxígeno que tiene una molécula de agua ejerce una fuerza atractiva, que se denomina enlace de hidrógeno, en un átomo de hidrógeno de una molécula de agua diferente.
Los enlaces de hidrógeno solo pueden ser interrumpidos por otras moléculas polares, que tienen una carga positiva parcial y una carga negativa parcial. Las cargas parciales dan a la molécula polar la capacidad de insertarse entre las moléculas de agua y, por lo tanto, dispersarse a través de la solución. Esta dispersión es lo que se conoce como solubilidad.
Las sustancias no polares se mantienen juntas mediante momentos dipolares inducidos por debilidad. Estas se llaman fuerzas de van der waals. Flotan constantemente y son dipolos temporales, a diferencia del agua y otras sustancias polares, que son dipolos más fuertes y permanentes. La fuerza ejercida por las interacciones de van der Waals no es lo suficientemente fuerte como para interrumpir los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua. Esto significa que las moléculas no polares no pueden insertarse entre las moléculas de agua y permanecer aisladas o insolubles en el agua.
