Poiché le sostanze non polari sono tenute insieme da deboli interazioni di van der Waals e le molecole d'acqua usano forti legami idrogeno, le interazioni di van der Waal di sostanze non polari non sono abbastanza forti da rompere i legami idrogeno delle molecole d'acqua. Di conseguenza, la sostanza non polare non può disperdersi nell'acqua.
L'acqua è una molecola polare perché è composta da idrogeno e ossigeno, che hanno diverse elettronegatività. L'elettronegatività di un atomo è la sua tendenza a tirare la coppia di elettroni più vicina a se stessa, dando così all'atomo una carica parziale negativa. L'ossigeno ha una maggiore elettronegatività dell'idrogeno e tira gli elettroni legati verso se stesso, il che conferisce all'ossigeno una carica parziale negativa e gli atomi di idrogeno una carica parziale positiva. L'ossigeno che una molecola d'acqua esercita su di un atomo di idrogeno di una diversa molecola d'acqua esercita una forza attrattiva, che è chiamata legame idrogeno.
I legami idrogeno possono essere distrutti solo da altre molecole polari, che hanno una carica positiva parziale e una carica parziale negativa. Le cariche parziali conferiscono alla molecola polare la capacità di inserirsi tra le molecole d'acqua e quindi disperdersi attraverso la soluzione. Questa dispersione è ciò che è noto come solubilità.
Le sostanze non polari sono tenute insieme da momenti di dipolo deboli. Queste sono chiamate forze di van der Waals. Sono costantemente fluttuanti e sono dipoli temporanei, a differenza dell'acqua e di altre sostanze polari, che sono dei dipoli più forti e permanenti. La forza esercitata dalle interazioni di van der Waals non è abbastanza forte da interrompere i legami idrogeno tra le molecole d'acqua. Ciò significa che le molecole non polari non possono inserirsi tra le molecole d'acqua e rimanere isolate, o insolubili, in acqua.
