مولکول قطبی، مولکولی است که در آن پیوندهای قطبی وجود داشته باشند و جمع گشتاورهای دوقطبی تمام این پیوندها صفر نباشد. پیوندهای قطبی زمانی تشکیل می‌شوند که اختلاف الکترونگاتیوی بین اتم‌های شرکت‌کننده در پیوند وجود داشته باشد. به عبارت دیگر، اگر یک سمت مولکول بار مثبت بیشتری نسبت به سمت دیگر داشته باشد، آن مولکول قطبی است. این عدم تقارن در توزیع بار الکتریکی، تعیین‌کننده قطبی بودن یک مولکول است.

به طور خلاصه، یک مولکول زمانی قطبی است که:

• حاوی پیوندهای قطبی باشد.
• شکل فضایی مولکول به گونه‌ای باشد که گشتاورهای دوقطبی پیوندها یکدیگر را خنثی نکنند.

بنابراین، قطبیت مولکول به دو عامل کلیدی بستگی دارد: نوع پیوندهای موجود و شکل هندسی مولکول.

مثال‌هایی از مولکول‌های قطبی و غیرقطبی

در این بخش، به بررسی چند نمونه از مولکول‌های قطبی و دلیل قطبی بودن آن‌ها می‌پردازیم. همچنین، یک مثال از مولکول غیرقطبی که از پیوندهای قطبی تشکیل شده است را نیز بررسی خواهیم کرد.

مولکول‌های قطبی:

• آب (H2O): آب یک مولکول قطبی است. اتم‌های هیدروژن در یک طرف اتم اکسیژن قرار گرفته‌اند و به طور مساوی توزیع نشده‌اند. سمت اکسیژن مولکول بار جزئی منفی و سمت هیدروژن‌ها بار جزئی مثبت دارد. این ساختار نامتقارن، قطبیت آب را ایجاد می‌کند و خواص منحصر به فردی به آن می‌بخشد.
• اتانول (C2H5OH): اتانول به دلیل وجود اتم اکسیژن قطبی است. اتم‌های اکسیژن به دلیل الکترونگاتیوی بیشتر، الکترون‌ها را جذب می‌کنند. گروه -OH در اتانول بار جزئی منفی دارد.
• آمونیاک (NH3): آمونیاک نیز یک مولکول قطبی است.
• دی‌اکسید گوگرد (SO2): دی‌اکسید گوگرد نیز قطبی است.
• هیدروژن سولفید (H2S): هیدروژن سولفید هم قطبی است.

مولکول غیرقطبی با پیوندهای قطبی:

دی‌اکسید کربن (CO2): دی‌اکسید کربن از پیوندهای قطبی تشکیل شده است، اما گشتاورهای دوقطبی این پیوندها یکدیگر را خنثی می‌کنند. به همین دلیل، دی‌اکسید کربن یک مولکول غیرقطبی است. ساختار خطی این مولکول و قرارگیری متقارن اتم‌های اکسیژن نسبت به اتم کربن، باعث خنثی شدن اثر قطبیت پیوندها می‌شود.

پیش‌بینی قطبی یا غیرقطبی بودن مولکول

آیا یک مولکول قطبی است یا غیرقطبی، بستگی زیادی به شکل هندسی آن دارد. به طور کلی، اگر یک سر مولکول دارای بار مثبت و سر دیگر آن دارای بار منفی باشد، مولکول قطبی است. در مقابل، اگر بار به طور مساوی در اطراف اتم مرکزی توزیع شده باشد، مولکول غیرقطبی خواهد بود. بنابراین، بررسی ساختار مولکولی، کلید اصلی برای تعیین قطبیت آن است.