Чем отличается ковалентная полярная и неполярная связь?

Коротко: обе связи — ковалентные (общая электронная пара), но в неполярной пара принадлежит атомам примерно поровну, а в полярной она смещена к более электроотрицательному атому, из-за чего на концах связи появляются частичные заряды δ+ и δ− и дипольный момент.

Подробно:

1. Что такое «полярность» ковалентной связи

• Основа — разница электроотрицательностей (χ) атомов.

• Чем больше Δχ, тем сильнее смещение электронной плотности к одному из атомов. Это создаёт дипольный момент μ (вектор от δ+ к δ−).

• Условные пороги (по шкале Полинга):
  • Δχ ≲ 0,4 → связь обычно считают неполярной.
  • 0,4 ≲ Δχ ≲ ~1,7 → ковалентная полярная.
  • Ещё больше → значительный ионный характер (но граница размыта, это континуум).

2. Неполярная ковалентная связь

• Электронная плотность распределена почти равномерно между атомами.

• Часто это связи в одинаковых атомах: H–H, O=O, Cl–Cl.

• Может быть и между разными атомами с близкими χ (например, C–H часто рассматривают как почти неполярную).

• Дипольного момента у самой связи практически нет (μ ≈ 0), частичных зарядов тоже почти нет.

3. Полярная ковалентная связь

• Электронная пара смещена к более электроотрицательному атому.

• Появляются частичные заряды: на одном конце δ+, на другом δ− (пример: H–Cl, H–F, C–O, N–H).

• У отдельной связи есть ненулевой дипольный момент μ ≠ 0.

4. Важное отличие «полярность связи» vs «полярность молекулы»

• Молекула может иметь полярные связи, но быть неполярной в целом, если векторы μ симметрично компенсируются: CO₂ (линейная), CCl₄ (тетраэдрическая).

• И наоборот: если векторы не компенсируются (нет симметрии), молекула полярна: H₂O (изгиб), NH₃ (пирамида).

5. Как это отражается на свойствах

• Полярные связи → сильнее межмолекулярные взаимодействия (диполь-диполь, водородные связи при N–H, O–H, F–H) → чаще выше температуры кипения/плавления среди близких по массе веществ, лучшая растворимость в полярных растворителях.

• Неполярные → слабее взаимодействия (дисперсионные силы) → лучше растворяются в неполярных средах.

6. Практический чек-лист

• Сравните χ атомов: малая разница → неполярная; заметная → полярная.

• Посмотрите на геометрию молекулы: компенсируются ли векторы μ? Это определит полярность всей молекулы.

• Помните, что это не «чёрно-белое»: многие связи имеют смешанный (частично ионный) характер.

Итог: ковалентная неполярная связь — равномерное совместное использование электронной пары без диполя; ковалентная полярная — неравномерное, с частичными зарядами и дипольным моментом.