极性和非极性分子都存在于共价物质中。一些共价分子具有极化能力，而有些则没有。极性分子和非极性分子以不同的方式相互作用。极性分子通过诸如偶极-偶极相互作用之类的力相互作用，而非极性分子通过伦敦色散力相互作用。让我们来看看这些分子在性质上有何不同以及它们如何相互作用。

这篇文章解释了，

1. 什么是极性分子？ – 定义、特征和示例 2. 什么是非极性分子？ – 定义、特征和示例 3. 极性和非极性分子如何相互作用？

什么是极性分子

极性分子是分子中电子不对称分散的结果。共价键是通过在两个原子之间共享两个电子而形成的。这些原子可以是同一种元素，也可以是两种不同的元素。当涉及两种不同的元素时，它们可能具有相似的电负性（吸引电子的能力）或不同的电负性。如果两个原子之间的电负性差为 0.4<，则电负性更强的原子很容易将共享的电子对拉向自身。因此，在其上会感应出轻微的负电荷 (δ-)，而使另一个原子略微带正电 (δ+)。这个过程叫做 极化.

图 1：水分子的永久偶极子

水分子是极性分子的一个很好的例子。 O与H的电负性差为1.5；因此，共享的电子对被更多地吸引到更具电负性的氧原子上。因此，水分子被称为是极化的。

极性分子的其他一些例子是氨（NH₃), 硫化氢 (H₂S) 和二氧化硫 (SO₂).

什么是非极性分子

非极性分子具有对称分布的电子；因此，没有电荷分离。基本上，当两个具有相似电负性的原子聚集在一起形成共价键时，就会发生这种情况。因此，它们共享的这对电子几乎不会偏向任何参与原子。在这些分子中看不到电荷分离。然而，即使存在电荷分离，一些分子的形状也会抵消电荷。二氧化碳₂ 是一个典型的例子。

图 2：二氧化碳的路易斯结构

即使 C 和 O 原子之间存在足够的电负性差异以符合极性键的条件，但由于分子的线性形状导致净偶极子为零，因此电荷被抵消。因此，二氧化碳分子被认为是非极性分子。

非极性化合物的例子主要是双原子气体分子，如 N₂,氯₂ 和₂.大多数情况下，烃类液体也是非极性的。甲苯、汽油、戊烷和己烷是一些例子。

极性和非极性分子如何相互作用

这两种类型的分子以不同的方式相互作用。

极性分子如何相互作用

图 3：两个 HCl 分子之间的偶极-偶极相互作用

极性分子通过诸如偶极-偶极相互作用之类的力彼此相互作用。前面已经讨论过，由于电子不对称分散，极性分子具有不均匀的电荷分布。因此，一个极性分子的微正端被吸引到另一个分子的微负端。上图（3）清楚地显示了交互作用。

一个分子的略带正电的 H 原子被第二个分子的略带负电的 Cl 原子吸引。两个分子之间的吸引力称为偶极-偶极相互作用。

有一种特殊的偶极-偶极相互作用，称为 氢键.这种相互作用涉及氢供体，氢供体是分子的高电负性原子，其提供氢以与来自另一个分子的具有孤对电子的另一个高电负性原子形成键。后者称为氢受体。下图 (4) 说明了水中的氢键。

图 4：水中的氢键

标记为 B 的氧原子从氧原子 A 接受氢并在两个水分子之间形成键。氧原子 A 是氢供体，而氧原子 B 是氢受体。

非极性分子如何相互作用

非极性分子不能形成偶极-偶极相互作用。相反，它们通过形成伦敦分散力量相互影响。

分子的电子随机移动。当向非极性分子的一端收集电子时，会在该特定端感应出轻微的负电荷。它使分子的另一端略微阳性。这导致分子上的暂时电荷分离。当另一个非极性分子靠近时，前一个分子也有能力在后者上诱导偶极子。这是由于相同电荷的排斥而发生的。

分子 A 负端的电子密度排斥分子 B 相邻端的电子，在该端产生正电荷。然后在两端形成弱键。

极性和非极性分子之间的相互作用

伦敦分散被称为比极性分子的偶极-偶极力弱得多。因此，极性分子与非极性分子相互作用的趋势最小。因为极性和非极性分子之间形成色散力所释放的能量不足以打破极性分子之间强烈的偶极-偶极相互作用。因此非极性溶质不能溶解在极性溶剂中。

参考：

库尔图斯，罗恩。 “极性和非极性分子。”理解化学：冠军学校。 N.p.，日期不详网。 2017 年 2 月 7 日。“为什么极性和非极性化合物不会相互溶解？”化学堆栈交换。 N.p.，日期不详网。 2017 年 2 月 7 日。

图片提供：

Riccardo Rovinetti 的“Dipoli acqua” – 通过 Commons Wikimedia 自己的作品（CC BY-SA 3.0）

Ben Mills 的“Carbon-dioxide-octet-dot-cross-colour-coded-2D” – 通过 Commons Wikimedia 自己的作品（公共领域）

Benjah-bmm27 的“Dipole-dipole-interaction-in-HCl-2D” – 通过 Commons Wikimedia 自己的作品（公共领域）

来自Commons Wikimedia的“Hydrogen-bonding-in-water-2D”（公共领域）