如何判断基团是极性还是非极性?

题目

如何判断基团是极性还是非极性?
比如氨基酸的R基团的极性...
是由基团电性和空间结构决定的吧?但是具体是怎样呢?比方说?

答案

简单而言：两个相同元素的非金属原子所组成的单质为非极性基团,通常以一个活泼金属和一个非金属组成的化合物为极性基团.
超具体如下（需要一些高考化学知识了）
对于化合价质的特征的认识,表现为对在化合价本质的揭示.19世纪末,发现了电子,20世纪,逐步建立起原于结构理论,这就为揭示化合价的本质奠定了理论基础.
1904年,阿培格（R·Abegg）提出,每种元素可以有一个正常价和一个相反符号的反常价,任何一种元素正常价和反常价的最高价数的绝对值总和等于8.特鲁多（Trude）进一步提出,阿培格提出的元素的正价数（无论是正常价还是反常价）等于一个原子可以给出的电子数目,负价数（包括正常价和反常价）等于一个原子可以接受的电子数目,从而将正价和负价的形成与给出和得到电子联系起来.1916年,柯塞尔（W·Kossel）发展了特鲁多的思想,他认为当原了失去或获得电子以后,形成与惰性气体原子相似的电子结构,从而可以形成稳定离子.一般地说,金属原子外层电子少于4,易失去电子,形成正离子；非金属原子外层电子多于4,易得到电子,形成负离子.正、负离子间发生静电引力,由此结合成化合物.这样,正、负离子间静电库仑引力就是离子之间形成的化合价的本质.换句话说,过去在离子型化合物中原子之间表示价的连线,不过是静电作用的直观表现.
同年,即1916年,路易斯（G·W·Lewis）提出,两个（或多个）原子可以通过共有（即共同拥有）一对或多对电子,使每一原子均形成惰性气体原子的电子结构,这种共有的电子对把原子结合在一起形成分子.例如：
从图中可以清楚地看出,每一共有的电子对代表一根化合价,两对电子表示双链,三对电子表示三键.这种理论以共有电子对的概念简单明了地说明了共价键的物理意义.该理论解释了非离子型物质分子中的价键,同时它还能够说明非极性价键和极性价键的形成,共有电子对处于两个原子正中间,形成非极性价键,共有电子对偏离一个原子而趋向于另一个原子,形成极性价键.后来,共有电子对概念又被推广到配位化合物中解释配价的形成,在这种化合物中,共有电子对完全由给电子分子一方提供,而与缺电子体共有.
柯塞尔和路易斯的理论,尽管解释的价键类型不同,形成的机理也不同,但二者之间毕竟存在着共同点.这两种理论都建立在惰性气体元素电子结构基础上,除氦以外,惰性气体元素最外层有8个电子,它们的惰性表明这种结构是稳定的.以此为据建立起来的离子价和共价理论,说明化合价乃是原子最外层电子的行为的表现.正像刚刚说过的,离于型化合物中的化合价,其本质是静电的库伦引力,共价型分子中的化合价,其本质是共有电子对.从这点看来,在其价型分子中的原子之间的连线,是其有电子对的直观表现,反过来说,原子间连线的背后所隐藏的不过是共有电子对而已.过去只知道原子之间结合的事实和现象,不知道这种结合的原因和本质,暂时用短线来表示,而不知道这种短线代表什么,意味着什么.现在,共价理论揭示出,这种短线代表了共有电子对,共有电子对使原子相互结合.
路易斯的共价理论是定性的、经验性的,它没有说明共有电子对为什么和如何在原子之间形成化合价.就其基本思想而言,是与经典化学结构理论一致的.著名的德国理论化学家休克尔（E·A·A·J·Hückl）曾经指出,从凯库勒、库柏开始发展起来的化学结构理论,将物质看作分子的总和,分子具有该物质的一切性质,分子由原子组成,而且将分子中原子之间的一切相互作用归结为两个邻近原子之间的个别相互作用,归结为两个原子之间亲和力单位的相互饱和.休克尔将这种结构图景叫做加合性图景,是以加合性思维方法建立起来的.他指出,从1916年开始发展起来的化合价的电子理论,为更深入地理解化合价的物理本性开辟了道路,但是在这种形式中还没有超出加合性结构图式的范围.①但应当肯定,路易斯及其以后的学者运用刚刚建立起来的原子电子层结构理论解释化合价的本质,这无论如何是一个进步,它是一个新的起点,为新的理论的建立和对化合价本质的进一步认识开辟了道路.
1927年,海特勒（W·Heitler）和伦敦（F·London）用薛定谔方程研究氢分子.他们设想当两个氢原子结合成氢分子时,可以用两个氢原子的波函数以方程表示出来,氢分子的能量也可以用包含两个带正电的核与带负电的两个电子的动能、位能总和的哈密顿算符表现在方程中,进而用近似方法计算体系的波函数和能量,得到氢分子的电子分布等密度曲线和能量曲线,结果显示氢分子有两个状态,即基态和推斥态.基态的能量曲线有一个最低值,与之对应的电子分布等密度曲线表明在核间比较密集.从光谱分析可知,处于基态的一对电子的自旋是反平行的；推斥态的情况恰好相反.这种研究说明,两个氢原子结合成一个稳定的氢分子,是由于电子密度在核间密集,且使体系的能量降低.这就是说,核间集中分布的电子密度将两个氢原子结合在一起形成了稳定的氢分子,从而揭示了共价的本质.
在此基础上形成了价键理论.这个理论总结出共价键形成的条件：原子在未化合前有未成对电子,而且自旋是反平行的,可两两结合成电子对,这时原子轨道充分重叠交盖,由此形成一个共价键；一个电子与另一个电子配合成对,不能再与第三个电子配对；原子轨道重叠越多形成的共价键越稳定.①价键理论能够解释许多事实,但有些问题还无法解释.例如,碳原子的电于结构表明（1S22S22P2）,最外层有两个2P电子和两个2S电子,但它为什么能够形成四个等效的共价键呢?1931年,鲍林（L·Pauling）和斯莱特（J·C·Slater）提出了杂化轨道理论,他们设想碳原于与其它原子化合时,处于基态的两个2S电子中的一个被激发到2P的一个空轨道上去,经过混合杂化形成四个相同的新轨道,因此形成了四个等效的共价键.后来,鲍林进一步提出d轨道也可以参加杂化,形成d－s－p杂化轨道,用以解释络离子的结构.如果说海特勒和伦敦主要研究的是氢原子的一个电子及其形成的电子对,实质上是路易斯电子对键在量子化学中的对应物,那么杂化轨道理论已涉及原子外层电子的不同亚层中的电子之间的相互作用.
在建立价键理论的同时建立了分于轨道理论,解释了更多的化学事实,而且从定性解释过渡到定量计算,从半经验性的、不够精确的计算发展为全电子计算.这种发展反映了化学家们对化合价本质认识的不断深入,一方面表现为对原子电子层丰富的结构特性认识的不断深入,另一方面表现为对原子内部和原子之间吸引和排斥的相互作用认识的不断深入,现代化合价理论不仅反映了物质内部的吸引作用,而且越来越多地注意排斥作用.
本世纪初,建立了化合价的电子理论,在此基础上氧化还原概念也获得了发展,氧化被看作失电子作用,还原被视为得电子作用,氧化还原乃是电子转移的过程.依据这种观点,化合物中某一原子的化合价数等于得失电子的数目,失电子价数为正,得电子价数为负.可是在共价化合物或单质分子中,不易分为正价或负价.1948年,美国化学教授格拉斯顿（S·Glasstone）提出一个新术语氧化数（Oxidationnumber）,用以代替氧化还原反应方程式配平中的价数.①1970年国际纯粹和应用化学联合会对这个概念作出规定：氧化数是某元素一个原子的荷电数,这种荷电数由假设把每个键中的电子指定给电负性更大的原子而求得.鲍林等人将氧化数的定义与确定氧化数的方法结合起来,提出了确定氧化数的规则.从定义和确定方法可知,氧化数是按一定规则指定了的一种数字,用以表征元素在化合状态时的形式电荷数.②1991年公布的《化学名词》,把氧化数确定为氧化值.由于氧化值是按一定规则指定了的形式电荷的数值,可是正数也可是负数,可以是整数也可以是分数；而化合价就其本意来说是亲和力单位所能结合的原子或基的个数,应为整数.在这点上氧化值与化合价是有区别的,在具体化合物中某原子的氧化值与化合价数也可以是不同的.氧化值是在化合价概念中分化出来的,它又不同于化合价概念.