Une liaison polaire est un type de liaison chimique covalente dans laquelle la charge électromagnétique de la molécule est divisée entre les deux extrémités ; c’est-à-dire qu’une extrémité d’une molécule a une charge globale positive et l’autre extrémité a une charge globale négative. La liaison des charges positives et négatives dans des molécules séparées leur permet de se lier les unes aux autres. La probabilité qu’un atome forme une liaison polaire dépend du comportement des électrons de valence lors de l’interaction avec un autre atome. Les électrons de valence sont ceux sur un atome qui peuvent faire des liaisons avec d’autres atomes. Ces types de liaisons sont essentiels à la formation de structures moléculaires complexes ; les molécules chargées agissent comme les jonctions de composés plus complexes.
Des liaisons covalentes se forment lorsque deux atomes se rencontrent et ont une quantité similaire d’électronégativité, ce qui est une tendance des électrons à être attirés par la couche de valence via le noyau et ainsi à accumuler une charge nette négative. La couche de valence, ou couche électronique, est la couche externe d’un atome. La propriété d’électronégativité dépend en partie du nombre d’électrons dans la couche de valence, ainsi que de la distance des électrons au noyau atomique. Un nombre plus élevé d’électrons dans la couche de valence augmente la quantité, tandis que la distance au noyau la diminue. Le fluor est l’élément le plus électronégatif.
Lorsque deux atomes se rencontrent et que l’un a une électronégativité plus élevée, les électrons se déplacent vers la couche de valence de l’atome avec la plus faible électronégativité et y passent la plupart du temps, bien qu’ils puissent passer de brèves périodes en orbite autour de leur atome d’origine. Les deux atomes font partie d’une molécule et l’extrémité de la molécule qui contient le plus d’électrons en moyenne se charge négativement, tandis que l’extrémité opposée se charge positivement.
L’exemple le plus simple d’une liaison polaire est la molécule d’eau, qui consiste en un atome avec deux hydrogènes liés à un atome avec un oxygène. Un atome d’hydrogène se compose d’un proton et d’un électron, mais comme la première couche de valence peut contenir deux électrons, les atomes d’hydrogène se lient le plus souvent par paires et créent du dihydrogène. Bien que les deux atomes d’hydrogène soient liés, ils peuvent toujours recevoir un autre électron. Pendant ce temps, l’oxygène contient huit protons et huit neutrons ; les deux premiers électrons occupent la couche orbitale électronique la plus interne, laissant six dans la couche de valence avec deux emplacements disponibles. L’atome d’hydrogène et l’atome d’oxygène partagent une paire d’électrons entre eux, l’atome d’oxygène prenant les électrons la plupart du temps.
La liaison polaire dans l’eau existe parce que l’hydrogène a une électronégativité plus faible, directement influencée par le nombre d’électrons qu’il a tendance à attirer à lui-même dans une liaison covalente : un pour l’oxygène deux. Les électrons gravitent autour de l’atome d’oxygène et lui confèrent donc une charge négative à cette extrémité de la molécule. Dans l’ensemble, les molécules créées à partir d’une liaison polaire sont électriquement neutres, mais leurs charges sont concentrées sur des côtés opposés. C’est ce qu’on appelle un dipôle.