正所謂相似相溶，極性相同的兩種溶劑可以互相溶解。CH4為非極性分子,水為極性分子,物質是否溶於水是由物質的極性決定的, 因為水是極性分子,根據相似相溶的原理,只有極性分子才能溶於水。物質是不是極性分子是由其分子的空間結構決定的。

雖然不是我擅長的領域，但是還是從物理的角度去理解一下這個問題吧。

我們先來看一下組成甲烷的兩種元素，碳和氫。

在很多時候，碳其實都是作為還原劑存在著的，從我們老祖先用木頭做燃料，再晚一些我們用煤做燃料都可以知道，碳是一個很活躍的元素，更多的身份都是當做還原劑。包括大自然中的碳也是二氧化碳，或者作為碳酸根的存在，儲存咋自然界中。

然而這個過程在遇到更強的還原劑氫的時候，被打破了。碳從一個容易失去電子，作為還原劑使用的，變成了獲得電子的氧化劑，組成了CH4，也就是我們常說的甲烷。

我們都知道，碳原子有6個質子，核外有6個電子，它有這樣3個軌道1S2，2S2、2P2由於特殊的能級關係，外層的2S軌道和2P軌道容易產生軌道雜化形成一個向空間伸展的四面體結構。當碳以這種方式結合在一起的時候，就是所有美女們都喜歡的鑽石。

當我們把這個碳原子拿下來，分別與四個氫原子重新組合的時候，就形成了一個以碳原子為核心，四個氫原子佔據四個方向的空間四面體結構的甲烷分子。

前面我們說過，碳的氧化性不強，這意味著，在2S、2P雜化軌道上跟氫原子結合形成的C—H鍵的極性很微弱。這意味著，在甲烷分子的每個方向上，都只能顯示出很弱的電極性。

我們再來看看水分子H2O。我們都知道，氧是一種強氧化劑，它爭奪電子的能力很強，再除了跟氟元素的反應過程中表現出還原性之外，都一直是作為氧化劑存在的。如果氟不說自己是氧化劑的老大，那麼氧就是氧化劑中的老大。這從氧化劑這個名詞的由來我們也能看出來。

所以在水分子中，氧這個強氧化劑跟氫這個強還原劑結合形成的H—O根，對外會表現出很強的電極性。通常水分子都是不可能獨立存在的，它們會因為水分子的極性而呈現出水分子團的形式存在。就是很多水分子因為極性連線在一起。水分子團的大小因為水的溫度，也就是熱運動的速度不同而不同，溫度高的時候，熱運動速度快，水分子團就小，反之，溫度低的時候，熱運動速度慢，水分子團就大。

所以啊，有一陣子說什麼賣小分子水的工具，說什麼喝小分子水有利於健康，大家就不要信了，如果你真需要喝小分子水，喝點熱水就行了。

廢話說多了，再來說為什麼甲烷是難溶於水的。從前面的分析我們看到，甲烷分子對外基本上不顯示出極性，而水分子之間是顯示出來極性的，所以，這兩種物質接觸之後，甲烷還是自己的樣子，獨立存在，只有少數甲烷才能擠進水分子團當中去。這就造成了，甲烷難溶於水的現象。

希望老郭的解釋能讓您滿意。

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