3.4.1　分子的极性

共价键分为极性共价键和非极性共价键。分子从总体上看是不显电性的，但因为分子内部电荷分布情况不同，分子可分为非极性分子和极性分子。非极性分子是指分子内正、负电荷重合的分子；极性分子是指分子内正、负电荷不重合的分子。

1）双原子分子

双原子分子极性与化学键极性是一致的。以非极性共价键结合而成的双原子分子都是非极性分子。如H2 分子，两个氢原子是以非极性共价键结合的，共用电子对不偏向任何一个氢原子，整个分子电荷分布均匀，正、负电荷中心重合，所以H 是非极性分子。又如以非极性共价键结合的O2，Cl2，N2，I2 等均为非极性分子。

以极性键结合的双原子分子都是极性分子，如HCl 分子，两个原子以极性共价键结合，共用电子对偏向Cl 原子，使Cl 原子一端带部分负电荷，H 原子一端带部分正电荷，整个分子电荷分布不均匀，正、负电荷重心不重合，所以HCl 分子是极性分子。又如以极性键相结合的HF，HBr，HI 等均为极性分子。

2）多原子分子

对于多原子分子来说，分子是否有极性除了与分子中化学键有关外，还与分子空间构型有关。完全由非极性键形成的多原子分子，一般为非极性分子，如P4。

以极性键结合形成的多原子分子，既有极性分子，又有非极性分子。分子空间构型均匀对称的是非极性分子，如AB2 型的直线形分子CO2；AB3 型的平面正三角形分子BF3；AB4 型的正四面体结构分子CH4 等。分子空间构型不对称或中心原子具有孤对电子或配位原子不完全相同的多原子分子为极性分子，如V 形的H2O、三角锥形的NH3、不规则四面体分子CH3CI 等。直线形CO2 分子为非极性分子，其正、负电荷分布如图3.14所示；V形结构的H2O 分子为极性分子，其正、负电荷分布如图3.15所示。

图3.14　CO2 分子正、负电荷分布图

图3.15　H2O 分子正、负电荷分布图

分子极性的大小通常用偶极矩来衡量。偶极矩（μ）定义为分子中正电荷中心或负电荷中心上的荷电量（q）与正、负电荷中心间距离（d）的乘积：

μ=q·d

d 又称偶极长度。偶极矩的SI 单位是C·m，它是一个矢量，规定其方向是从正极到负极。双原子分子偶极矩示意如图3.16所示。

图3.16　分子的偶极矩

分子的偶极矩可通过实验测定（但q 和d 还未能分别求得）。表3.2是一些气态分子偶极矩的实验值。表中μ=0 的分子为非极性分子，μ≠0 的分子为极性分子。μ 值越大，分子的极性越强。分子的极性既与化学键的极性有关，又和分子的几何构型有关，所以测定分子的偶极矩，有助于比较物质极性的强弱和推断分子的几何构型。

表3.2　一些气态分子的偶极矩几何构型

课堂互动

请指出下列分子中哪些是极性分子，哪些是非极性分子？

(1)CHCl3;(2)NCl3;(3)BCl3;(4)HCl;(5)CO2。