Eine unpolare Bindung ist eine kovalente Bindung zwischen Atomen, bei der Elektronen gleichmäßig zwischen den Atomen aufgeteilt werden. Die gleiche Aufteilung der Elektronen führt zur Bildung eines unpolaren Moleküls ohne elektrisches Dipolmoment oder zur Trennung der elektrischen Ladung. Zwei identische Atome bilden eine unpolare Bindung, weil sie gleiche Elektronegativitäten haben.
Ein häufiges Beispiel für eine unpolare Bindung findet sich in zweiatomigem Sauerstoff. Jedes Sauerstoffatom hat sechs Elektronen in seiner äußeren Hülle, von denen zwei weitere benötigt werden, um die stabile Acht-Elektronen-Edelgaskonfiguration zu erreichen. Im Sauerstoffmolekül teilen sich die Atome einen Satz von vier Elektronen zu gleichen Teilen in Doppelbindungen, wodurch der Bedarf jedes Atoms an zusätzlichen zwei Elektronen gedeckt wird. Jede dieser Bindungen würde als unpolare Bindung betrachtet.
Unpolare kovalente Bindungen finden sich in der Regel in zweiatomigen Molekülen, bei denen zwei identische Atome miteinander verbunden sind. Dazu gehören Jod, Wasserstoff und Stickstoff. Die Gesamtpolarität eines Moleküls darf nicht mit der Polarität seiner Bindungen verwechselt werden. Ein Molekül kann als Ganzes unpolar sein, auch wenn seine Atome nicht durch eine unpolare Bindung verbunden sind. Dies tritt auf, wenn polare kovalente Bindungen sich aufgrund der Molekülstruktur gegenseitig ihre Ladung aufheben.
In Methan ist Kohlenstoff in leicht polaren Bindungen an Wasserstoff gebunden, was zu einer etwas ungleichen Verteilung der Elektronen führt. Die tetraedrische Struktur des Moleküls bewirkt, dass sich diese Ladungen aufheben, was zu einem unpolaren Molekül führt. Obwohl die Atome nicht durch unpolare Bindungen verbunden sind, verhält sich das Molekül unpolar.
Diese insgesamt unpolare Wechselwirkung zwischen Wasserstoff- und Kohlenstoffatomen macht organische Verbindungen hydrophob, was bedeutet, dass sie nicht mit Wasser interagieren können, um Wasserstoffbrückenbindungen zu bilden. Bei der Wechselwirkung mit polaren Molekülen bildet Wasser Wasserstoffbrücken zwischen seinen eigenen positiv geladenen Wasserstoffatomen und einem elektronegativen Atom eines anderen Moleküls. Unpolare Verbindungen können diese Wechselwirkung nicht ausführen, da sie keine Ladungstrennung über ihre Struktur hinweg aufweisen und somit keine Stelle zum Anziehen einer Ladung.
Bei Haushaltsprodukten wie Pflanzenöl ist hydrophobes Verhalten zu beobachten, das sich sichtbar vom Wasser trennt. Auch die Unpolarität hydrophober Stoffe ist ein wichtiger Faktor für die Funktion lebender Organismen. Lipide, die in Zellstrukturen vorkommen, verhindern, dass sich Wasser mit inneren Strukturen vermischt und Flüssigkeiten trennen. Wie andere organische Verbindungen bestehen diese Moleküle aus Bindungen, die fast, aber nicht ganz unpolar sind: Ihre Bindungsstruktur bewirkt, dass sich ihre Polarität aufhebt.
Kohlendioxid ist ein weiteres Beispiel für ein unpolares Molekül mit polaren Bindungen. Die Struktur dieses Moleküls ist linear, mit zwei Sauerstoffatomen, die doppelt an ein zentrales Kohlenstoffatom gebunden sind. Diese Bindungen sind polar kovalent, aber da sie genau symmetrisch sind, heben sich ihre Ladungen auf, wodurch ein unpolares Molekül entsteht.