极性与非极性之间的区别

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简介

在两个相互连接的原子之间，极性键具有不相等数量的电子，而非极性键似乎具有相等比例的电子。如果不同和相似元素的原子结合，就会产生分子，但是当两个原子共享一对电子时，就会产生共价键。根据相关的电子如何在它们所结合的元素之间分配，原子之间的共价键被分类为极性或非极性。

什么是极性键？

极性键是一种共价键。当两种或多种元素的电负性差异大于0.4且小于1.8时，它们之间存在极性键。极性键不均匀地共享电子，因此电子的负电荷通常不会在整个分子中均匀分布。这导致偶极矩。当键的一端为正，另一端为负时，就会产生偶极矩。氢原子和氧原子之间的水键是极性键最著名的例子。由于明显的1.4的巨大电负性差异，这种键被归类为极性键。由于O原子电负性更强，H原子中的电子更倾向于O原子中的电子。

极性键的识别

如果分子的某一侧略带正电荷，而另一侧略带负电荷，则该分子为极性分子。这种键中的原子也可以贡献和放弃电子。因此，相对较近地保留电子的元素将比其他元素带负电荷更多。电负性是决定元素吸引电子的关键因素。电负性值将帮助您识别两个原子之间的键是极性键还是非极性键。当两个分子之间的电负性差异在0.4到1.8之间时，就会形成极性共价键。

什么是非极性键？

另一种共价键是非极性键。非极性键均匀地共享电子。非极性键是由两个或多个具有相同电负性或电负性差异小于0.4的元素形成的键。Cl2键是非极性键的一个例子。Cl2由两个氯原子组成。这两个原子之间的电负性差异为零，它们均匀地共享电子。

非极性键的识别

可以存在两种类型的键：纯极性键和非极性键。当原子电负性差异远小于0.4时，会形成非极性化学键；当它大于1.8时，会形成离子键。

极性与非极性

尽管一个分子可能包含极性共价键，但这并不一定是一个极性化合物。由于极性分子中存在总偶极矩，因此它们排列不均匀。以极性分子水为例。它们具有相当大的不可抵消的部分正电荷。另一方面，它可以交换整个电子并具有对称的极性键，这可以平衡某种类型的净偶极矩。以三氟化硼为例，其中极性键排列在一个平面上并相互中和。下表显示了这两种物质的区别：

极性	非极性
极性分子具有均匀的电子密度分布。	电子密度的不均匀分布导致非极性分子。
极性化合物的非对称排列	它们具有对称的极性键。
除非分子的偶极矩为0，否则该分子为极性分子。例如水。	非极性物质的偶极矩为零。例如，CCl₄。

极性化合物和非极性化合物之间的区别

极性化合物	非极性化合物
极性分子间相互作用是强力，导致形成氢键和偶极-偶极键。	最弱的力是构成伦敦色散力的非极性分子间力。
极性化合物存在净偶极矩。	非极性分子没有净偶极矩。
原子间的电负性差异 > 0.4。	原子间的电负性差异 < 0.4。
极性分子具有较高的熔点和沸点。	非极性化合物具有较低的熔点和沸点。
极性分子的蒸气压低。	非极性分子的蒸气压高。
极性化合物的表面张力强。	非极性化合物的表面张力低。
极性分子在结构上是不对称的，中心原子周围有孤对电子。	非极性分子是对称的，没有未共享电子。
极性分子包含一个或多个共价键。	并非所有非极性化合物都需要具有非极性共价键。
例如水、HF和CHCl₃。	戊烷、己烷和CO₂是一些例子。

结论

化学反应决定了原子和元素中键的极性。这也被称为两个电子甚至原子的共享。自然界中存在两种类型的共价键：极性和非极性。分子的电负性决定其极性或非极性。当一个或多个分子比其他分子更具电负性时，就会形成共价键、极性键和离子键。电子与负电荷的共享产生电偶极子。电偶极子是负电荷相对于正电荷的位移。

常见问题

1. 为什么极性物质不溶于非极性物质？

由于溶剂和溶质粒子之间相反电荷的明显吸引力，极性溶剂将溶解极性和离子溶质。虽然它们不能吸引偶极子和离子，但非极性溶剂只能溶解非极性溶质。

2. 分子能否形成极性键？

在极性键中，成键电子没有被均匀共享，导致键能。但是，根据其形状，分子可能是极性的也可能是非极性的。

3. 如果水不是极性的会怎样？

水将无法运输营养物质——无论是植物还是人体——也无法溶解和运输人体内的废物。人类将无法用盐来调味开水、汤和炖菜，因为它不会溶解在水中，从而不会带来额外的味道。

4. 极性物质和非极性物质哪种蒸发得更快？

更极性的化合物将更紧密地结合在一起，并且比极性较低的化合物蒸发得慢。由于它们彼此之间的吸引力较小，因此极性较低的分子可以快速蒸发。

5. 非极性分子能否穿过细胞膜？

因为像O₂和CO₂这样的小非极性分子可溶于脂质双层，所以它们可以很容易地穿过细胞膜。像H₂O这样的小的非极性分子可以穿过膜，而像葡萄糖这样的大得多的非极性分子则不能。