共价物质中既有极性分子也有非极性分子。有些共价分子有极化的能力，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。极性分子通过偶极-偶极相互作用等力相互作用，而非极性分子通过伦敦色散力相互作用。让我们看看这些分子在性质上是如何不同的，以及它们是如何相互作用的。

这篇文章解释道，

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。极性分子和非极性分子是如何相互作用的？

什么是极性分子(polar molecules)？

极性分子是分子中电子不对称分散的结果。共价键是由两个原子共用两个电子而形成的。这些原子可以是同一种元素，也可以是两种不同的元素。当涉及到两种不同的元素时，它们可能具有相似的电负性（吸引电子的能力），或者不同的电负性。如果两个原子的电负性差为0.4&lt；，电负性较强的原子有很大的倾向于把共用的一对电子拉向自己。因此，会有轻微的负电荷(δ-) 使另一个原子略为正(δ+). 这个过程叫做极化。

Figure 1: Permanent dipole of water molecule

水分子是极性分子的一个很好的例子。O和H的电负性差为1.5；因此，共享的一对电子被更多地吸引到电负性更强的氧原子上。因此，水分子被称为极化的。

其他一些极性分子的例子有氨（NH3）、硫化氢（H2S）和二氧化硫（SO2）。

什么是非极性分子(nonpolar molecules)？

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，当两个电负性相似的原子聚在一起形成共价键时，就会发生这种情况。因此，它们共享的一对电子几乎不偏向任何参与原子。在这种分子中看不到电荷分离。然而，即使存在电荷分离，某些分子的形状也会抵消电荷。二氧化碳就是一个典型的例子。

Figure 2: Lewis Structure of Carbon Dioxide

尽管碳原子和氧原子之间有足够的电负性差，符合极性键的条件，但由于分子的线性形状，电荷被抵消，从而产生了一个零的净偶极子。因此，二氧化碳分子被认为是非极性分子。

非极性化合物的实例主要是双原子气体分子，例如N2、Cl2和O2。烃类液体在大多数情况下也是非极性的。甲苯、汽油、戊烷和己烷就是一些例子。

极性分子和非极性分子是如何相互作用的

这两种分子相互作用的方式不同。

极性分子如何相互作用

Figure 3: Dipole-Dipole interaction between two HCl molecules

极性分子通过偶极相互作用等力相互作用。前面讨论过，由于不对称的电子色散，极性分子的电荷分布是不均匀的。因此，一个极性分子的微正端被另一个分子的微负端吸引。上图（3）清楚地显示了交互作用。

一个分子中稍正的氢原子被吸引到第二个分子中稍负的氯原子。两个分子之间的吸引力称为偶极-偶极相互作用。

有一种特殊的偶极相互作用叫做氢键。这种相互作用涉及到一个氢供体，它是一个分子中的一个高电负性原子，它将氢供体与另一个高电负性原子形成键，而另一个分子中只有一对电子。后者被称为氢受体。下图（4）说明了水中的氢键。

Figure 4: Hydrogen Bonding in Water

标记为B的氧原子接受来自氧原子A的氢，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，它们通过形成分散力相互作用。

Electr*** of a molecule move randomly. When the electr*** are collected towards one end of the non-polar molecule, a slight negative charge is induced at that particular end. It makes the other end of the molecule slightly positive. This leads to a temporary charge separation on the molecule. When another non-polar molecule comes to the neighbourhood, the former molecule has the ability to induce a dipole on the latter as well. This occurs due to the repulsion of like charges.

分子A负端的电子密度，排斥分子B相邻端的电子，在那一端产生正电荷。然后在两端形成弱键。

极性和非极性分子间的相互作用

伦敦色散被称为比极性分子的偶极力弱得多。因此，极性分子与非极性分子相互作用的趋势最小。因为极性分子和非极性分子之间形成色散力所释放的能量不足以破坏极性分子之间的强偶极-偶极相互作用。因此，非极性溶质不能溶解在极性溶剂中。

参考文献：

Kurtus, Ron. “Polar and Non-Polar Molecules.” Understanding Chemistry: School for Champi***. n、 p.，n.d.网站。2017年2月7日。

“Why don’t polar and non-polar compounds dissolve each other?” Chemistry Stack Exchange. n、 p.，n.d.网站。2017年2月7日。

Image Courtesy:

“Dipoli acqua” By Riccardo Rovinetti – Own work (CC BY-SA 3.0) via Comm*** Wikimedia

“二氧化碳-八位字节-点-交叉颜色编码-2D”作者：Ben Mills–通过Comm*** Wikimedia自己的作品（公共领域）

“偶极子-偶极子-相互作用-in-HCl-2D”，作者：Benjah-bmm27–通过Comm*** Wikimedia完成自己的工作（公共领域）

“氢键-水-二维”（公共领域）通过公共维基媒体