极性发生在共价分子中。当同一元素或不同元素的两个原子共享电子，使每个原子完成其惰性气体电子组态时，就会形成共价键。这些共价分子可以是极性的，也可以是非极性的。

这篇文章解释，1。什么是极性2。分子形状如何影响极性3。例子

什么是极性(polarity)？

分子的极性决定了它的其它物理性质，如熔点、沸点、表面张力、蒸汽压等。简单地说，当分子中的电子分布不对称时，极性就出现了。这导致了分子中的净偶极矩。分子的一端带负电荷，而另一端带正电荷。

分子极性的主要原因是参与共价键的两个原子的电负性。在共价键中，两个原子结合在一起共享一对电子。共享的一对电子属于这两个原子。然而，原子对电子的吸引力因元素而异。例如，氧对电子的吸引力比氢大。这叫做电负性。

当参与形成键的两个原子的电负性差为0.4时，它们共享的一对电子被拉向电负性更强的原子。这导致在更负电的原子上有轻微的负电荷，在另一个原子上留下轻微的正电荷。在这种情况下，分子被认为是极化的。

Figure 1: Hydrogen fluoride molecule

HF分子中高度负的F原子带一点负电荷，而H原子带一点正电荷。这导致了分子中的净偶极矩。

分子形状如何影响极性

分子的极化在很大程度上取决于分子的形状。像上面提到的HF这样的双原子分子没有形状问题。净偶极矩只是由于电子在两个原子之间的不均匀分布。然而，当有两个以上的原子参与成键时，就有许多复杂性。

以水分子为例，它的极性很强。

Figure 2: Water Molecule

水分子呈弯曲状。因此，当氧与两个氢原子共享的两对电子被拉向氧时，净偶极矩就指向氧原子的方向。没有其他力可以抵消合成的偶极矩。因此，水分子是高度极性的。

Figure 3: Ammonia Molecule

氨分子呈金字塔形，负电荷的N原子将电子拉向自身。三个N-H键不在同一平面上；因此产生的偶极矩不会被抵消。这使得氨成为极性分子。

然而，由于分子的形状，偶极矩有时会被抵消，使分子成为非极性的。二氧化碳就是这样一种分子。

Figure 4: Carbon Dioxide Molecule

碳原子和氧原子的电负性差为1.11，这使得电子更偏向于氧原子。然而，二氧化碳分子是平面线形的。三个原子都在同一个平面上，C在两个O原子的中间。一个碳氧键的偶极矩抵消了另一个，因为它们在两个相反的方向，使二氧化碳分子非极性。尽管电负性差异是足够的，形状在决定分子极性方面起着关键作用。

四氯化碳的极性也是类似的情况。

Figure 5: Carbon Tetrachloride Molecule

碳和氯之间的电负性差足以使C-Cl键极化。C和Cl之间共享的一对电子更倾向于Cl原子。然而，四氯化碳分子是对称的四面体形状，这导致抵消了键的净偶极矩，导致净偶极矩为零。因此，分子变成非极性的。

Image Courtesy:

1. “Hydrogen-fluoride-3D-vdW” ByBenjah-bmm27- Own work assumed (based on copyright claims) (Public Domain) via Comm*** Wikimedia
2. “Ammonium-2D” By Lukáš Mižoch – Own work (Public Domain) via Comm*** Wikimedia
3. “Carbon-dioxide” (Public Domain) via Comm*** Wikimedia
4. “Carbon-tetrachloride-3D-balls” (Public Domain) via Comm*** Wikimedia

参考文献：

1. 为什么四氯化碳分子是非极性的，而其中的键却是极性的。N.p.，N.d.网站。2017年2月13日。
2. “氨是极性的吗？”Reference.com。N.p.，N.d.网站。2017年2月13日。
3. 奥法德，查尔斯E分子极性。”虚拟化学书。埃尔姆赫斯特学院，2003年。网络。2017年2月13日。