Uma vez que as substâncias apolares são mantidas juntas por fracas interações de van der Waals e as moléculas de água usam fortes ligações de hidrogênio, as interações de van der Waal de substâncias apolares não são fortes o suficiente para quebrar as ligações de hidrogênio das moléculas de água. Consequentemente, a substância apolar não pode se dispersar na água.
A água é uma molécula polar porque é composta de hidrogênio e oxigênio, que têm eletronegatividades diferentes. A eletronegatividade de um átomo é sua tendência de puxar o par de elétrons ligados para mais perto de si mesmo, dando ao átomo uma carga negativa parcial. O oxigênio tem uma eletronegatividade mais alta do que o hidrogênio e puxa os elétrons ligados em sua direção, o que dá ao oxigênio uma carga parcial negativa e aos átomos de hidrogênio uma carga parcial positiva. O oxigênio que uma molécula de água possui exerce uma força atrativa, que é chamada de ligação de hidrogênio, em um átomo de hidrogênio de uma molécula de água diferente.
As ligações de hidrogênio só podem ser interrompidas por outras moléculas polares, que têm uma carga parcial positiva e uma carga parcial negativa. As cargas parciais dão à molécula polar a capacidade de se inserir entre as moléculas de água e, assim, se dispersar pela solução. Essa dispersão é conhecida como solubilidade.
Substâncias apolares são mantidas juntas por momentos de dipolo induzidos fracos. Elas são chamadas de forças de van der Waals. Eles estão em constante flutuação e são dipolos temporários, ao contrário da água e de outras substâncias polares, que são dipolos permanentes e mais fortes. A força exercida pelas interações de van der Waals não é forte o suficiente para romper as ligações de hidrogênio entre as moléculas de água. Isso significa que as moléculas apolares não podem se inserir entre as moléculas de água e permanecer isoladas ou insolúveis na água.
