主题：分子的极性简介

分子的极性简介

　

如果分子中所有的化学键都是非极性的，那么价电子就被键合原子相等地共用。因而，在分子中电子是呈对称均匀分布的。这种均匀分布的发生与化学键的数目和它们在空间的伸展方向无关。具有这种特性的分子叫做非极性分子。如H2，Cl2，N2，O2等。

像HCl和HBr这类双原子分子只有一对电子形成化学键，并且是极性键。其电子云分布是不对称、不均衡的，被叫做极性分子。如果分子含有多个极性键，从分子的整体来看，它可能是极性的，也可能是非极性的，这取决于分子中化学键的空间排布。如果分子中的极性键都相同，从分子的极性的总体来说，它只取决于化学键的空间排布。以上的看法可以从用带静电荷的棒来靠近细水流及四氯化碳流所发生的现象来证实，细的水流受到吸引而四氯化碳流不受影响。可以说明水分子是极性分子，而四氯化碳分子尽管是由4个极性键构成但因为其排布均匀，就其总体来说是非极性分子，具有类似结构的还有CH4、C2H6等。水分子的极性应归因于其弯曲的结构，而四氯化碳分子是正四面体结构，如下页图：



二氧化碳分子的非极性则是由于它的直线型结构，锥形的氨分子是极性的。

下面我们就极性键和极性分子的性质进一步做一些探讨。

氯化氢分子是极性分子，而且是电偶极子（即把氯化氢分子看成是由数值相等而符号相反的彼此间有一定距离的一对电荷所组成的体系）。

分子的极性是用它们的偶极矩μ来定量地表征的。对双原子分子来说（这是比较简单而易于理解的例子），μ是电子电荷的数值e与正负电荷“重心”间距离l的乘积。l值称为偶极长度：

μ=e·l

因为l是和分子大小（10-10m）为同一量度单位，而电子的电荷是1.602×10-19C（库仑），所以偶极矩μ的数量级将为10-29C·m。偶极矩越大，分子的极性越强。分子偶极矩的数值，在实验中是根据分子在电场中行为的研究来测定的。这样所得到的数值可以用于计算化合物中原子的有效电荷。

例如，从实验测得HCl分子的偶极矩值等于0.35×10-29C·m，而用物理方法可以测得该分子中H—Cl的核间距为1.27×10-10m[或0.127nm（纳米）]。如果假设该分子中的键是离子型的，那么每一个离子（H+和Cl-）电荷的绝对值应等于1.602×10-19C，在这种情况下该分子的偶极矩应等于：

1.602×10-19×1.27×10-10=2.02×10-29（C·m）

但实际上，实验测得的偶极矩是0.35×10-29C·m，即为100％离



这正与HCl分子中原子的有效电荷等于+0.17和-0.17（以电子电荷与单位）相符。知道了偶极矩的数值，也可以算出偶极长度，即正负电荷重心之间的距离（l），即



通过上述计算，我们对离子键、共价键、极性（共价）键的理解就更加深刻了。应该说在离子键形成的化合物和共价键形成的化合物之间，并不存在截然明显的分界线。处于中间过渡的键的情况，大多是既具有典型共价键的性质也具有典型离子键的性质，或者也可以说具有部分离子性的共价键。

关于极性分子所组成物质的性质和非极性分子所组成物质的性质也是不一样的。相邻的极性分子趋向于以偶极子的不同极相互确定指向，这时它们之间产生了静电吸引力。其结果之一就是使极性分子趋向于缔合。

由极性分子组成的液体的另一特性是具有很强的使其它物质电离的作用，也就是当该液体与溶质相互作用时，具有生成溶剂化离子的能力。例如当氯化氢溶于水时，形成水合离子。但是，氯化氢在非极性的苯中所形成的溶液就不能导电，这就证明溶液中没有离子存在。