Étant donné que les substances non polaires sont maintenues ensemble par de faibles interactions de van der Waals et que les molécules d'eau utilisent des liaisons hydrogène fortes, les interactions de van der Waal des substances non polaires ne sont pas assez fortes pour rompre les liaisons hydrogène des molécules d'eau. En conséquence, la substance non polaire ne peut pas se disperser dans l'eau.
L'eau est une molécule polaire car elle est composée d'hydrogène et d'oxygène, qui ont des électronégativités différentes. L'électronégativité d'un atome est sa tendance à rapprocher la paire d'électrons liés de lui-même, donnant ainsi à l'atome une charge négative partielle. L'oxygène a une électronégativité plus élevée que l'hydrogène et attire les électrons liés vers lui-même, ce qui donne à l'oxygène une charge négative partielle et aux atomes d'hydrogène une charge positive partielle. L'oxygène d'une molécule d'eau exerce une force d'attraction, appelée liaison hydrogène, sur un atome d'hydrogène d'une molécule d'eau différente.
Les liaisons hydrogène ne peuvent être rompues que par d'autres molécules polaires, qui ont une charge positive partielle et une charge négative partielle. Les charges partielles donnent à la molécule polaire la capacité de s'insérer entre les molécules d'eau et ainsi de se disperser à travers la solution. Cette dispersion est ce qu'on appelle la solubilité.
Les substances non polaires sont maintenues ensemble par des moments dipolaires faibles induits. On les appelle les forces de van der Waals. Ils fluctuent constamment et sont des dipôles temporaires, contrairement à l'eau et aux autres substances polaires, qui sont des dipôles permanents plus forts. La force exercée par les interactions de van der Waals n'est pas assez forte pour perturber les liaisons hydrogène entre les molécules d'eau. Cela signifie que les molécules non polaires ne peuvent pas s'insérer entre les molécules d'eau et restent isolées ou insolubles dans l'eau.
