极性
极性（polarity）是指物体在相反部位或方向表现出相反的固有性质或力量，对特定事物的方向或吸引力（如倾斜、感觉或思想）；向特定方向的倾向或趋势，对两极或起电（如物体的）特定正负状态。
在自然科学中，特别是物理、化学中极性是一个常用概念，物理中的极性是“两极或起电（如物体的）特定正负状态”，化学中的极性指一根共价键或一个共价分子中电荷分布的不均匀性。如果电荷分布得不均匀，则称该键或分子为极性；如果均匀，则称为非极性。物质的一些物理性质（如溶解性、熔沸点等）与分子的极性相关。
极性在多个领域中有广泛的应用，包括材料科学、生物医药、环境科学等等。其中，最常见的应用体现在化学反应、粘附、润湿和表面改性中。
化学中的极性
在化学中，极性指一根共价键或一个共价分子中电荷分布的不均匀性。如果电荷分布得不均匀，则称该键或分子为极性；如果均匀，则称为非极性。
极性分子
在化学中，极性通常用来描述分子中电荷分布的不均匀性。如果分子中的正负电荷分布不均匀，则称该分子为极性分子。极性分子的正负电荷中心不重合，具有偶极矩。在极性分子中，正电荷重心的电量+q和负电荷重心的电量-q的绝对值相等。正、负电荷中心分别形成正、负两极，称为偶极。偶极之间的距离l称为偶极长度，参照力学上力矩的概念，电量q与距离l的乘积叫作偶极矩（Dipole moment，p），即μ=ql因q取绝对值，故由上式可知，极性分子的l\u003e0，p\u003e0；非极性分子的l=0，μ=0。
偶极矩是衡量分子（固有）极性强弱的依据，偶极矩越大，分子的极性越强。例如，水分子（H2O）就是一个极性分子，因为氧原子对电子的吸引力大于氢原子，使得氧原子带负电，而氢原子带正电。
共价键
共价键是由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。共价结合的原子，每个原子至少贡献出一个电子作为共用。根据共用电子对在两成键原子之间是否偏离或偏近某一个原子，共价键又分成非极性键和极性键两种。
极性键是电子分布不均匀的化学键，即一端偏正，另一端偏负的化合键。极性键是形成极性分子的基础。分子的极性来源于键的极性，因此，由非极性共价键结合的分子，必然是非极性分子。对于极性共价键结合的分子，双原子分子是否为极性分子与分子中键有无极性是一致的。而多原子分子中，即使都是由极性共价键结合的，除了键的极性之外，还有另外的因素影响分子是否有极性，那就是分子的空间构型。例如，CO₂和H₂O，CO₂分子中，C一O键是极性共价键，其分子呈直线形O—C—O，两个C-O键的极性完全抵消，使整个分子的正、负电荷重心在碳核上重合，是非极性分子。但H₂O分子的空间构型不是直线形，而是三角形，两个O-H键的极性不能抵消，分子的负电荷重心靠近氧原子，正电OHH荷重心则靠近两个H原子核连线的中点，整个分子的正、负电荷重心不重合，因此是极性分子。因此，定性地判断多原子分子是否为极性分子时，首先看键有无极性。若键有极性，还要结合分子的空间构型来判断。反之，也可以结合键的极性来推测某些分子的空间构型。
分子的极化与极化率
分子极性的大小除决定于分子的本性以外，还可受外界电场的影响而发生变化。分子在外界电场的影响下，同性相斥，异性相吸，可使正、负电荷重心发生相应位移，即可使分子发生变形，产生一种偶极叫作诱导偶极。在外电场影响下分子能产生诱导偶极，可使非极性分子转变为极性分子，使极性分子的极性由固有偶极（无外界电场时已存在的偶极）再加上诱导偶极而变得更大。分子在外界电场影响下发生变形而产生诱导偶极的过程叫作分子的极化。
分子的极化与分子的变形性（即变形的难易）与外界电场有关。分子变形性越大以及外界电场强度越大，分子极化所产生的诱导偶极（诱导）也越大。在相类似的物质中，可定性地认为极化率随相对分子质量（或电子数）的增大而增大。
参考资料（单位：10-40C·m2·V-1）
物理中的极性
物理上通常认为极性是物体在相反部位或方向表现出相反的固有性质或力量，物质的一些物理性质（如溶解性、熔沸点等）与分子的极性相关。
在物理中，电磁学里有磁极的极性（如磁铁的N极和S极）和电极的极性（如电池的正负极）。磁极之间遵循同极相斥、异极相吸的规律；电池的电极极性决定了电流在电路中的流动方向。同时，部分电学元件（如二极管）也有极性，其极性特性决定了元件在电路中的工作方式，像二极管只能让电流单向通过。
分子间力
非极性分子与非极性分子之间：只有色散力。色散力：瞬时偶极和瞬时偶极之间产生的分子间的力，普遍存在于一切分子之间。瞬时偶极：由于分子在某瞬间正负电荷中心不重合所产生的一种偶极。
非极性分子与极性分子之间：具有色散力和诱导力。诱导力：由固有偶极和诱导偶极之间所产生的分子间力。诱导偶极：由于分子受外界电场包括极性分子固有偶极场的影响所产生的一种偶极。
极性分子与极性分子之间：具有色散力、诱导力和取向力。取向力：由固有偶极之间所产生的分子间力。分子间力是色散力、诱导力和取向力的总称，即分子间力=色散力+诱导力+取向力分子间力也叫范德华力。其中色散力最普遍，也最重要。分子间力比一般化学键弱得多，没有方向性和饱和性。同类型分子中，色散力与摩尔质量成正比，故可近似认为分子间力与摩尔质量成正比。
溶解性
极性溶质易溶于极性溶剂，非极性溶质易溶于非极性溶剂，这符合“相似相溶”的原理。溶质和溶剂的极性越相近，越易互溶。例如，碘易溶于苯或四氯化碳，而难溶于水。
熔沸点
在分子量相同的情况下，极性分子比非极性分子有更高的沸点。这是因为极性分子之间的取向力比非极性分子之间的色散力大。
生物学中的极性
在细胞中，极性是指细胞在形态、结构和功能上的不对称性分布。这种不对称性通常是由细胞内的细胞骨架（如微丝、微管和中间纤维）以及细胞膜上的蛋白质和脂质分布不均匀所导致的。
人体某些细胞在形态、构造、功能上具有极性特点，称为细胞极性。具有极性的细胞，称为极性细胞，如上皮细胞、外分泌腺细胞、心肌细胞、神经细胞、精子等。从形态来看，圆形或立方形细胞虽无明显极性，但此种细胞的一面与其他组织或细胞附着时，仍可显出极性现象；在细胞内部的细胞器或包涵物，经常有一较为恒定的位置，也表现出相应的极性；某些细胞在分泌时还可表现出功能的或生理的极性。但亦有些细胞没有极性，如结缔组织中的一些细胞、血细胞、卵细胞等。细胞极性在临床诊断中具有一定意义。
细胞首先表现出极性，然后才有可能进行分化。可以说，出现极性是分化的第一步。所谓极性，是细胞两个极端在形态和生理上的差异。极性是生物体的一个重要特性。生物体纵轴两端的形态差异是显而易见的，某些生理特性的极性也不难给以证明，例如茎中生长素的极性运输；又如根、茎切段的形态学上端总是再生芽，而下端则再生根。维管植物的茎极和根极起源于合子的第一次不均等分裂，而合子细胞轴的极性则取决于它在母体组织中的相对位置：未来的根极总是朝向珠孔，而茎极则远离珠孔。
应用
材料的极性可以应用于许多领域，包括材料科学、生物医药、环境科学等等。其中，最常见的应用体现在化学反应、粘附、润湿和表面改性中。例如，在制备太阳能电池材料中，需要控制材料的极性来促进电子传导和更高的光吸收效率；在制备药物控释材料中，可以通过改变材料的极性来控制药物的释放速度；在油墨、胶黏剂和涂料中，材料极性会直接影响它们吸附、粘附和分散性能等。
硅胶吸附色谱法
固定相是硅胶是利用其对试样中各组分吸附能力的差异而实现分离的色谱法。它的原理是各种物质因在硅胶上的吸附力不同而得到分离，一般情况下极性较大的物质易被硅胶吸附，极性较弱的物质不易被硅胶吸附，整个层析过程为吸附→解吸附→再吸附→再解吸附。
大孔吸附树脂色谱法
大孔吸附树脂是一类不含交换基团且有大孔结构的有机高分子化合物吸附树脂，具有良好的大孔网状结构和较大的比表面积，可以通过物理吸附和分子筛原理相结合的作用分离混合物。
大孔吸附树脂能借助范德华力、氢键等从溶液中吸附各种有机物质，其吸附能力不仅与树脂本身化学结构和物理性能有关，而且与溶质和溶液的性质有关。一方面，遵循“类似物容易吸附类似物”的原则：非极性树脂适合从极性溶液中吸附非极性物质；强极性树脂则相反；中等极性没药树，不但能从非水介质中吸附极性物质，而且能从极性介质中吸附非极性介质。另一方面，分子筛作用是由树脂本身的多孔性结构决定的，这些网状孔穴的孔径有一定范围，使得它们对被分离的物质根据其分子量不同而具有一定的选择性。
柱色谱分析
在柱色谱分析中，可以根据物质的极性大小进行物质的分离和纯化。极性较大的物质在极性溶剂中的溶解度较大，因此容易被极性溶剂洗脱下来；而极性较小的物质则相反。在不同的条件下，吸附剂与吸附物之间的作用，既有物理作用的性质又有化学作用的特征，物理吸附又称范德·瓦耳斯吸附，因为它是分子间相互作用的范德华力所引起的。其特点是无选择性，吸附速度快，在相同条件下，吸附过程和脱附过程是同时进行的（可逆的），因此被吸附的物质在一定条件下可以被解吸出来。在单位时间内被吸附于吸附剂的某一表面积上的分子和同一单位时间内离开此表面的分子之间可以建立动态平衡，称为吸附平衡。层析过程就是不断地形成平衡与不平衡，吸附与解吸的矛盾统一的过程。
参考资料
材料的极性及其应用领域.爱采购.2024-11-22
蛋白质修饰.浙江大学生命科学研究院.2024-11-21