Da unpolare Substanzen durch schwache Van-der-Waals-Wechselwirkungen zusammengehalten werden und Wassermoleküle starke Wasserstoffbrücken verwenden, sind die Van-der-Waal-Wechselwirkungen unpolarer Substanzen nicht stark genug, um die Wasserstoffbrücken der Wassermoleküle aufzubrechen. Dementsprechend kann sich die unpolare Substanz nicht in Wasser verteilen.
Wasser ist ein polares Molekül, da es aus Wasserstoff und Sauerstoff besteht, die unterschiedliche Elektronegativitäten haben. Die Elektronegativität eines Atoms ist seine Tendenz, das gebundene Elektronenpaar näher an sich heranzuziehen, wodurch das Atom eine negative Teilladung erhält. Sauerstoff hat eine höhere Elektronegativität als Wasserstoff und zieht die gebundenen Elektronen zu sich selbst, was dem Sauerstoff eine negative Teilladung und den Wasserstoffatomen eine positive Teilladung verleiht. Der Sauerstoff, den ein Wassermolekül besitzt, übt auf ein Wasserstoffatom eines anderen Wassermoleküls eine Anziehungskraft aus, die als Wasserstoffbrücke bezeichnet wird.
Wasserstoffbrücken können nur durch andere polare Moleküle zerstört werden, die eine positive Teilladung und eine negative Teilladung aufweisen. Die Teilladungen verleihen dem polaren Molekül die Fähigkeit, sich zwischen Wassermoleküle einzufügen und sich so in der Lösung zu verteilen. Diese Dispersion wird als Löslichkeit bezeichnet.
Unpolare Substanzen werden durch schwach induzierte Dipolmomente zusammengehalten. Diese werden Van-der-Waals-Kräfte genannt. Sie schwanken ständig und sind temporäre Dipole, im Gegensatz zu Wasser und anderen polaren Substanzen, die stärkere, permanente Dipole sind. Die durch die Van-der-Waals-Wechselwirkungen ausgeübte Kraft ist nicht stark genug, um die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Wassermolekülen aufzubrechen. Dies bedeutet, dass sich die unpolaren Moleküle nicht zwischen Wassermoleküle einfügen können und in Wasser isoliert oder unlöslich bleiben.
