極性與非極性之間的區別

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簡介

在兩個相互連線的原子之間，極性鍵具有不相等數量的電子，而非極性鍵似乎具有相等比例的電子。如果不同和相似元素的原子結合，就會產生分子，但是當兩個原子共享一對電子時，就會產生共價鍵。根據相關的電子如何在它們所結合的元素之間分配，原子之間的共價鍵被分類為極性或非極性。

什麼是極性鍵？

極性鍵是一種共價鍵。當兩種或多種元素的電負性差異大於0.4且小於1.8時，它們之間存在極性鍵。極性鍵不均勻地共享電子，因此電子的負電荷通常不會在整個分子中均勻分佈。這導致偶極矩。當鍵的一端為正，另一端為負時，就會產生偶極矩。氫原子和氧原子之間的水鍵是極性鍵最著名的例子。由於明顯的1.4的巨大電負性差異，這種鍵被歸類為極性鍵。由於O原子電負性更強，H原子中的電子更傾向於O原子中的電子。

極性鍵的識別

如果分子的某一側略帶正電荷，而另一側略帶負電荷，則該分子為極性分子。這種鍵中的原子也可以貢獻和放棄電子。因此，相對較近地保留電子的元素將比其他元素帶負電荷更多。電負性是決定元素吸引電子的關鍵因素。電負性值將幫助您識別兩個原子之間的鍵是極性鍵還是非極性鍵。當兩個分子之間的電負性差異在0.4到1.8之間時，就會形成極性共價鍵。

什麼是非極性鍵？

另一種共價鍵是非極性鍵。非極性鍵均勻地共享電子。非極性鍵是由兩個或多個具有相同電負性或電負性差異小於0.4的元素形成的鍵。Cl2鍵是非極性鍵的一個例子。Cl2由兩個氯原子組成。這兩個原子之間的電負性差異為零，它們均勻地共享電子。

非極性鍵的識別

可以存在兩種型別的鍵：純極性鍵和非極性鍵。當原子電負性差異遠小於0.4時，會形成非極性化學鍵；當它大於1.8時，會形成離子鍵。

極性與非極性

儘管一個分子可能包含極性共價鍵，但這並不一定是一個極性化合物。由於極性分子中存在總偶極矩，因此它們排列不均勻。以極性分子水為例。它們具有相當大的不可抵消的部分正電荷。另一方面，它可以交換整個電子並具有對稱的極性鍵，這可以平衡某種型別的淨偶極矩。以三氟化硼為例，其中極性鍵排列在一個平面上並相互中和。下表顯示了這兩種物質的區別：

極性	非極性
極性分子具有均勻的電子密度分佈。	電子密度的不均勻分佈導致非極性分子。
極性化合物的非對稱排列	它們具有對稱的極性鍵。
除非分子的偶極矩為0，否則該分子為極性分子。例如水。	非極性物質的偶極矩為零。例如，CCl₄。

極性化合物和非極性化合物之間的區別

極性化合物	非極性化合物
極性分子間相互作用是強力，導致形成氫鍵和偶極-偶極鍵。	最弱的力是構成倫敦色散力的非極性分子間力。
極性化合物存在淨偶極矩。	非極性分子沒有淨偶極矩。
原子間的電負性差異 > 0.4。	原子間的電負性差異 < 0.4。
極性分子具有較高的熔點和沸點。	非極性化合物具有較低的熔點和沸點。
極性分子的蒸氣壓低。	非極性分子的蒸氣壓高。
極性化合物的表面張力強。	非極性化合物的表面張力低。
極性分子在結構上是不對稱的，中心原子周圍有孤對電子。	非極性分子是對稱的，沒有未共享電子。
極性分子包含一個或多個共價鍵。	並非所有非極性化合物都需要具有非極性共價鍵。
例如水、HF和CHCl₃。	戊烷、己烷和CO₂是一些例子。

結論

化學反應決定了原子和元素中鍵的極性。這也被稱為兩個電子甚至原子的共享。自然界中存在兩種型別的共價鍵：極性和非極性。分子的電負性決定其極性或非極性。當一個或多個分子比其他分子更具電負性時，就會形成共價鍵、極性鍵和離子鍵。電子與負電荷的共享產生電偶極子。電偶極子是負電荷相對於正電荷的位移。

常見問題

1. 為什麼極性物質不溶於非極性物質？

由於溶劑和溶質粒子之間相反電荷的明顯吸引力，極性溶劑將溶解極性和離子溶質。雖然它們不能吸引偶極子和離子，但非極性溶劑只能溶解非極性溶質。

2. 分子能否形成極性鍵？

在極性鍵中，成鍵電子沒有被均勻共享，導致鍵能。但是，根據其形狀，分子可能是極性的也可能是非極性的。

3. 如果水不是極性的會怎樣？

水將無法運輸營養物質——無論是植物還是人體——也無法溶解和運輸人體內的廢物。人類將無法用鹽來調味開水、湯和燉菜，因為它不會溶解在水中，從而不會帶來額外的味道。

4. 極性物質和非極性物質哪種蒸發得更快？

更極性的化合物將更緊密地結合在一起，並且比極性較低的化合物蒸發得慢。由於它們彼此之間的吸引力較小，因此極性較低的分子可以快速蒸發。

5. 非極性分子能否穿過細胞膜？

因為像O₂和CO₂這樣的小非極性分子可溶於脂質雙層，所以它們可以很容易地穿過細胞膜。像H₂O這樣的小的非極性分子可以穿過膜，而像葡萄糖這樣的大得多的非極性分子則不能。