極性（polarity）是指物體在相反部位或方向表現出相反的固有性質或力量，對特定事物的方向或吸引力（如傾斜、感覺或思想）；向特定方向的傾向或趨勢，對兩極或起電（如物體的）特定正負狀態。
在自然科學中，特別是物理、化學中極性是一個常用概念，物理中的極性是“兩極或起電（如物體的）特定正負狀態”，化學中的極性指一根共價鍵或一個共價分子中電荷分布的不均勻性。如果電荷分布得不均勻，則稱該鍵或分子為極性；如果均勻，則稱為非極性。物質的一些物理性質（如溶解性、熔沸點等）與分子的極性相關。
極性在多個領域中有廣泛的應用，包括材料科學、生物醫藥、環境科學等等。其中，最常見的應用體現在化學反應、粘附、潤濕和表面改性中。
化學中的極性
在化學中，極性指一根共價鍵或一個共價分子中電荷分布的不均勻性。如果電荷分布得不均勻，則稱該鍵或分子為極性；如果均勻，則稱為非極性。
極性分子
在化學中，極性通常用來描述分子中電荷分布的不均勻性。如果分子中的正負電荷分布不均勻，則稱該分子為極性分子。極性分子的正負電荷中心不重合，具有偶極矩。在極性分子中，正電荷重心的電量+q和負電荷重心的電量-q的絕對值相等。正、負電荷中心分別形成正、負兩極，稱為偶極。偶極之間的距離l稱為偶極長度，參照力學上力矩的概念，電量q與距離l的乘積叫作偶極矩（Dipole moment，p），即μ=ql因q取絕對值，故由上式可知，極性分子的l>0，p>0；非極性分子的l=0，μ=0。
偶極矩是衡量分子（固有）極性強弱的依據，偶極矩越大，分子的極性越強。例如，水分子（H2O）就是一個極性分子，因為氧原子對電子的吸引力大于氫原子，使得氧原子帶負電，而氫原子帶正電。
共價鍵
共價鍵是由兩個或多個電負性相差不大的原子間通過共用電子對而形成的化學鍵。共價結合的原子，每個原子至少貢獻出一個電子作為共用。根據共用電子對在兩成鍵原子之間是否偏離或偏近某一個原子，共價鍵又分成非極性鍵和極性鍵兩種。
極性鍵是電子分布不均勻的化學鍵，即一端偏正，另一端偏負的化合鍵。極性鍵是形成極性分子的基礎。分子的極性來源于鍵的極性，因此，由非極性共價鍵結合的分子，必然是非極性分子。對于極性共價鍵結合的分子，雙原子分子是否為極性分子與分子中鍵有無極性是一致的。而多原子分子中，即使都是由極性共價鍵結合的，除了鍵的極性之外，還有另外的因素影響分子是否有極性，那就是分子的空間構型。例如，CO?和H?O，CO?分子中，C一O鍵是極性共價鍵，其分子呈直線形O—C—O，兩個C-O鍵的極性完全抵消，使整個分子的正、負電荷重心在碳核上重合，是非極性分子。但H?O分子的空間構型不是直線形，而是三角形，兩個O-H鍵的極性不能抵消，分子的負電荷重心靠近氧原子，正電OHH荷重心則靠近兩個H原子核連線的中點，整個分子的正、負電荷重心不重合，因此是極性分子。因此，定性地判斷多原子分子是否為極性分子時，首先看鍵有無極性。若鍵有極性，還要結合分子的空間構型來判斷。反之，也可以結合鍵的極性來推測某些分子的空間構型。
分子的極化與極化率
分子極性的大小除決定于分子的本性以外，還可受外界電場的影響而發生變化。分子在外界電場的影響下，同性相斥，異性相吸，可使正、負電荷重心發生相應位移，即可使分子發生變形，產生一種偶極叫作誘導偶極。在外電場影響下分子能產生誘導偶極，可使非極性分子轉變為極性分子，使極性分子的極性由固有偶極（無外界電場時已存在的偶極）再加上誘導偶極而變得更大。分子在外界電場影響下發生變形而產生誘導偶極的過程叫作分子的極化。
分子的極化與分子的變形性（即變形的難易）與外界電場有關。分子變形性越大以及外界電場強度越大，分子極化所產生的誘導偶極（誘導）也越大。在相類似的物質中，可定性地認為極化率隨相對分子質量（或電子數）的增大而增大。
參考資料（單位：10-40C·m2·V-1）
物理中的極性
物理上通常認為極性是物體在相反部位或方向表現出相反的固有性質或力量，物質的一些物理性質（如溶解性、熔沸點等）與分子的極性相關。
在物理中，電磁學里有磁極的極性（如磁鐵的N極和S極）和電極的極性（如電池的正負極）。磁極之間遵循同極相斥、異極相吸的規律；電池的電極極性決定了電流在電路中的流動方向。同時，部分電學元件（如二極管）也有極性，其極性特性決定了元件在電路中的工作方式，像二極管只能讓電流單向通過。
分子間力
非極性分子與非極性分子之間：只有色散力。色散力：瞬時偶極和瞬時偶極之間產生的分子間的力，普遍存在于一切分子之間。瞬時偶極：由于分子在某瞬間正負電荷中心不重合所產生的一種偶極。
非極性分子與極性分子之間：具有色散力和誘導力。誘導力：由固有偶極和誘導偶極之間所產生的分子間力。誘導偶極：由于分子受外界電場包括極性分子固有偶極場的影響所產生的一種偶極。
極性分子與極性分子之間：具有色散力、誘導力和取向力。取向力：由固有偶極之間所產生的分子間力。分子間力是色散力、誘導力和取向力的總稱，即分子間力=色散力+誘導力+取向力分子間力也叫范德華力。其中色散力最普遍，也最重要。分子間力比一般化學鍵弱得多，沒有方向性和飽和性。同類型分子中，色散力與摩爾質量成正比，故可近似認為分子間力與摩爾質量成正比。
溶解性
極性溶質易溶于極性溶劑，非極性溶質易溶于非極性溶劑，這符合“相似相溶”的原理。溶質和溶劑的極性越相近，越易互溶。例如，碘易溶于苯或四氯化碳，而難溶于水。
熔沸點
在分子量相同的情況下，極性分子比非極性分子有更高的沸點。這是因為極性分子之間的取向力比非極性分子之間的色散力大。
生物學中的極性
在細胞中，極性是指細胞在形態、結構和功能上的不對稱性分布。這種不對稱性通常是由細胞內的細胞骨架（如微絲、微管和中間纖維）以及細胞膜上的蛋白質和脂質分布不均勻所導致的。
人體某些細胞在形態、構造、功能上具有極性特點，稱為細胞極性。具有極性的細胞，稱為極性細胞，如上皮細胞、外分泌腺細胞、心肌細胞、神經細胞、精子等。從形態來看，圓形或立方形細胞雖無明顯極性，但此種細胞的一面與其他組織或細胞附著時，仍可顯出極性現象；在細胞內部的細胞器或包涵物，經常有一較為恒定的位置，也表現出相應的極性；某些細胞在分泌時還可表現出功能的或生理的極性。但亦有些細胞沒有極性，如結締組織中的一些細胞、血細胞、卵細胞等。細胞極性在臨床診斷中具有一定意義。
細胞首先表現出極性，然后才有可能進行分化。可以說，出現極性是分化的第一步。所謂極性，是細胞兩個極端在形態和生理上的差異。極性是生物體的一個重要特性。生物體縱軸兩端的形態差異是顯而易見的，某些生理特性的極性也不難給以證明，例如莖中生長素的極性運輸；又如根、莖切段的形態學上端總是再生芽，而下端則再生根。維管植物的莖極和根極起源于合子的第一次不均等分裂，而合子細胞軸的極性則取決于它在母體組織中的相對位置：未來的根極總是朝向珠孔，而莖極則遠離珠孔。
應用
材料的極性可以應用于許多領域，包括材料科學、生物醫藥、環境科學等等。其中，最常見的應用體現在化學反應、粘附、潤濕和表面改性中。例如，在制備太陽能電池材料中，需要控制材料的極性來促進電子傳導和更高的光吸收效率；在制備藥物控釋材料中，可以通過改變材料的極性來控制藥物的釋放速度；在油墨、膠黏劑和涂料中，材料極性會直接影響它們吸附、粘附和分散性能等。
硅膠吸附色譜法
固定相是硅膠是利用其對試樣中各組分吸附能力的差異而實現分離的色譜法。它的原理是各種物質因在硅膠上的吸附力不同而得到分離，一般情況下極性較大的物質易被硅膠吸附，極性較弱的物質不易被硅膠吸附，整個層析過程為吸附→解吸附→再吸附→再解吸附。
大孔吸附樹脂色譜法
大孔吸附樹脂是一類不含交換基團且有大孔結構的有機高分子化合物吸附樹脂，具有良好的大孔網狀結構和較大的比表面積，可以通過物理吸附和分子篩原理相結合的作用分離混合物。
大孔吸附樹脂能借助范德華力、氫鍵等從溶液中吸附各種有機物質，其吸附能力不僅與樹脂本身化學結構和物理性能有關，而且與溶質和溶液的性質有關。一方面，遵循“類似物容易吸附類似物”的原則：非極性樹脂適合從極性溶液中吸附非極性物質；強極性樹脂則相反；中等極性沒藥樹，不但能從非水介質中吸附極性物質，而且能從極性介質中吸附非極性介質。另一方面，分子篩作用是由樹脂本身的多孔性結構決定的，這些網狀孔穴的孔徑有一定范圍，使得它們對被分離的物質根據其分子量不同而具有一定的選擇性。
柱色譜分析
在柱色譜分析中，可以根據物質的極性大小進行物質的分離和純化。極性較大的物質在極性溶劑中的溶解度較大，因此容易被極性溶劑洗脫下來；而極性較小的物質則相反。在不同的條件下，吸附劑與吸附物之間的作用，既有物理作用的性質又有化學作用的特征，物理吸附又稱范德·瓦耳斯吸附，因為它是分子間相互作用的范德華力所引起的。其特點是無選擇性，吸附速度快，在相同條件下，吸附過程和脫附過程是同時進行的（可逆的），因此被吸附的物質在一定條件下可以被解吸出來。在單位時間內被吸附于吸附劑的某一表面積上的分子和同一單位時間內離開此表面的分子之間可以建立動態平衡，稱為吸附平衡。層析過程就是不斷地形成平衡與不平衡，吸附與解吸的矛盾統一的過程。
參考資料 >
材料的極性及其應用領域.愛采購.2024-11-22
蛋白質修飾.浙江大學生命科學研究院.2024-11-21