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結合の極性・双極子チェッカー
概要：2つの元素を選ぶと、ポーリングの電気陰性度の差、結合の種類（無極性、極性共有結合、イオン結合）、どちらの原子がδ−か、イオン性の割合（%）がわかります。分子を入力すれば、VSEPRの形状と結合双極子のベクトル和から極性かどうかを判定します。無料でWebブラウザ上で動作します。
2つの元素を選ぶと、電気陰性度の差、結合の種類、どちらの端がδ+でどちらがδ−か、イオン性の割合（%）が表示されます。分子（XeF4のような化学式、またはSMILES文字列）を入力すると、VSEPRの形状、結合双極子、そのベクトル和を図示して、極性かどうかを判定します。
例：
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化学式は、中心原子が1つの分子やイオン（SF4やNO3-など）に使えます。それ以外はSMILESを使ってください：Cl/C=C\Cl はcis、Cl/C=C/Cl はtransです。
結合の極性：式と境界値
ΔEN = |χA − χB| イオン性% = (1 − e^(−ΔEN²/4)) × 100（ポーリング）
| ΔEN（ポーリング） | 結合の種類 | 例 |
|---|---|---|
| 0.4未満 | 無極性共有結合 | Cl–Cl（0）、C–H（0.35）、C–S（0.03） |
| 0.4〜1.7 | 極性共有結合 | H–Cl（0.96）、C–O（0.89）、O–H（1.24） |
| 1.7〜2.0 | 境界領域：多くの教科書ではイオン結合、一部では極性共有結合 | H–F（1.78）、B–F（1.94） |
| 2.0超 | イオン結合 | Na–Cl（2.23）、K–F（3.16） |
このページでは一般的な基準を使っています：0.4未満は無極性、0.4〜1.7は極性共有結合、1.7超はイオン結合です。境界値を2.0とする教科書もあるため、1.7〜2.0は境界領域として示します。非金属どうしの結合は、ΔENが大きくても共有結合のままです（H–F）。電気陰性度の大きい原子がδ−となり、双極子の矢印はその原子の方向を向きます（十字のついた尾がδ+側を示します）。
3ステップでわかる分子の極性
- ルイス構造式を描き、VSEPRで形状を求めます。
- 極性結合ごとに、δ−の原子に向かう双極子の矢印を描きます。
- 矢印をベクトルとして足し合わせます。外側の原子がすべて同じ対称な形（直線形、平面三角形、正四面体形、三方両錐形、正八面体形、平面四角形）では打ち消し合い、無極性になります。中心原子に非共有電子対がある場合や外側の原子が異なる場合は、通常正味の双極子が残り、極性になります。
例題
H–F結合
ΔEN = 3.98 − 2.20 = 1.78。
イオン性% = (1 − e^(−0.79)) × 100 = 54.7%。
極性共有結合（境界領域）、Fがδ−
水 H₂O
AX₂E₂、折れ線形（104.5°）。2つのO–H双極子（ΔEN 1.24）はどちらもOの方向を向き、部分的に同じ向きになります。
極性、1.85 D
BF₃
AX₃、平面三角形。大きさの等しい3つのB–F双極子が120°の角度をなし、和は0になります。
無極性（極性結合をもつ無極性分子）
NH₃とNF₃
どちらも三角錐形です。NH₃では非共有電子対とN–H双極子が同じ向き（1.47 D）、NF₃では逆向き（0.24 D）になります。
どちらも極性
PCl₅（NEET形式）
AX₅、三方両錐形：2つのアキシアル双極子が打ち消し合い、3つのエクアトリアル双極子も打ち消し合います。
無極性
CH₂Cl₂
正四面体形ですが、2つのC–Cl結合（0.61）と2つのC–H結合（0.35）が逆向きになっています。
極性、1.60 D
よくある間違い
- 極性結合があっても極性分子になるとは限りません。CO₂、BF₃、CCl₄、XeF₄は極性結合をもちますが、正味の双極子はありません。
- 化学式だけで形状を判断する。SF₄とXeF₄は紙の上では似ていますが、非共有電子対によってそれぞれシーソー形と平面四角形になります。
- 3D分子を平面の図で考える。CH₂Cl₂を平面の十字形で描くと対称に見えますが、3Dでは正四面体形で極性分子です。
- 矢印の向きを逆にする。化学では、結合双極子の矢印はδ−（電気陰性度の大きい）原子の方向を向きます。物理学では逆の符号を使うことが多くあります。
- 境界値を厳密なものとして扱う。0.4と1.7は目安です。結合の性質はΔENに応じて連続的に変化します。
ベクトル和はΔEN単位のモデルで、結合双極子が打ち消し合うかどうかの判定に使います。実際の双極子モーメント（デバイ単位）は結合距離や非共有電子対にも依存します。既知の場合は測定値を表示します。
自分の図に双極子を描き込みましょう。無料のオンライン化学構造式エディターMolDrawで構造式を描き、δ+とδ−のラベルや矢印を加えて、PNGやSVGで書き出せます。
MolDrawエディターを開くよくある質問
結合が極性か無極性かはどうやって判断しますか？
ポーリングの電気陰性度の差をとります。差が0.4未満なら無極性共有結合、0.4〜1.7なら極性共有結合、1.7を超えると一般にイオン結合とされます。H–Cl：3.16 − 2.20 = 0.96 なので、Clがδ−の極性共有結合です。
イオン性の割合（%）はどう計算しますか？
ポーリングの式は イオン性% = (1 − e^(−ΔEN²/4)) × 100 です。H–Cl では ΔEN = 0.96 なので、イオン性% = (1 − e^(−0.23)) × 100 = 20.6% です。H–F では ΔEN = 1.78 で約55%になります。
分子が極性かどうかはどうやって判断しますか？
VSEPRで形状を求め、極性結合ごとに双極子の矢印を描いてベクトルとして足し合わせます。打ち消し合う（外側の原子がすべて同じで、中心原子に非共有電子対がない対称な形）なら無極性分子、そうでなければ極性分子です。水は折れ線形なので、O–Hの双極子は打ち消し合いません。
C=O結合は極性なのに、CO2が無極性なのはなぜですか？
CO2は直線形です。2つのC=O結合の双極子は大きさが等しく逆向きなので打ち消し合い、正味の双極子モーメントは0になります。
CCl4は無極性なのに、CHCl3が極性なのはなぜですか？
正四面体形のCCl4では、4つの同じC–Cl双極子が打ち消し合います。CHCl3ではClの1つがHに置き換わっているため、双極子が打ち消し合わなくなります。CHCl3の双極子モーメントは約1.04 Dです。
XeF4は無極性なのに、SF4が極性なのはなぜですか？
XeF4は平面四角形で、2つの非共有電子対が互いに反対側にあり、4つのXe–F双極子は打ち消し合います。SF4は非共有電子対が1つあるためシーソー形となり、S–F双極子は打ち消し合いません。
cis-1,2-ジクロロエテンとtrans-1,2-ジクロロエテンはどちらが極性ですか？
cis異性体は、2つのC–Cl双極子が同じ側を向くため極性（約1.9 D）です。trans異性体は、2つのC–Cl双極子が逆向きで打ち消し合うため無極性（0 D）です。
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詳しいガイドを読む：結合の極性と双極子モーメントの解説。
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