分子形状和极性

在像氢氟酸那样的共价键中，电子被拉向电负性更强的原子，这可用部分电荷表示。此类键称为极性键。电荷分离产生一个称为键偶极矩的矢量，该矢量可由希腊字母 mu μ）表示。偶极矩的值是部分电荷的大小 和正负电荷之间距离的乘积。该矢量从电负性较小的原子指向电负性较大的 原子以表示键偶极矩。其长度与两个原子间 电负性差的大小 成正比。大多数含有不同元素原子的 双原子分子都有偶极矩，因此是极性分子。在静电势图中, 分别用红色和蓝色 指示化合物中的高电子密度区域 和低电子密度区域。介于两者之间的颜色指示中等电子密度。在多原子化合物中，净偶极矩 由化合物的各个键偶极矩 和几何形状决定。以有两个极性键的水分子为例。它有弯曲的形状，是一种极性分子。相比之下，二氧化碳分子是线性的。两个碳氧键是极性的，但方向相反，抵消了 彼此的偶极矩，使整个分子变为 非极性。硫化羰分子也是线性的。然而，碳氧键和碳硫键的 偶极矩并不相互抵消，分子有一个净偶极矩。三氟化硼是一种平面三角形化合物。由于分子对称性，硼-氟键的偶极矩相互抵消，化合物是非极性的。但是，三角锥形三氯化磷分子中 三个极性键的偶极矩 不会互相抵消，因此成为极性化合物。四氟甲烷是非极性的正四面体分子，因为四个相同极性键的 偶极矩相互抵消。氟甲烷也是四面体分子。但是，氟甲烷具有净偶极矩，因为 C-F 键与 C-H 键相比 具有较大的偶极矩，键偶极矩 不会互相抵消。在电场中，极性分子 会将其正电端对准负极板，负电端对准正极板。相比之下，非极性分子 不受电场影响。通常，极性溶剂溶解极性溶质，而非极性溶剂溶解非极性溶质，因为相似类型的分子 倾向于具有更强的相互作用。水是极性的，很容易溶解 极性化合物，如蔗糖，俗称食糖。油是非极性的，并且与水不互溶。