MolDraw › 화학 도구 › 결합 극성·쌍극자 검사기

결합 극성 및 쌍극자 판별기

요약: 두 원소를 고르면 폴링 전기음성도 차이, 결합 종류(무극성, 극성 공유, 이온), δ−인 원자, 이온성 백분율을 알려 줍니다. 분자를 입력하면 VSEPR 모양과 결합 쌍극자의 벡터 합으로 극성 여부를 확인합니다. 무료이며 웹 브라우저에서 바로 작동합니다.

두 원소를 고르면 전기음성도 차이, 결합 종류, δ+와 δ− 쪽, 이온성 백분율을 볼 수 있습니다. 또는 분자(XeF4 같은 화학식이나 SMILES 문자열)를 입력하면 VSEPR 모양, 결합 쌍극자, 그 벡터 합과 함께 극성 여부를 알려 줍니다.

간단한 답: H–Cl의 ΔEN = 3.16 − 2.20 = 0.96이므로 Cl이 δ−, H가 δ+인 극성 공유 결합입니다. 이온성 % = (1 − e^(−0.96²/4)) × 100 = 20.6%. 물은 O에 비공유 전자쌍 2개가 있는 굽은형이라 O–H 쌍극자가 더해지므로 H₂O는 극성(1.85 D)입니다. CO₂는 직선형이라 쌍극자가 상쇄되어 무극성입니다.

원소 A원소 B

예제:

결합 극성: 공식과 기준값

ΔEN = |χA − χB| 이온성 % = (1 − e^(−ΔEN²/4)) × 100 (폴링)

ΔEN (폴링)	결합 종류	예제
0.4 미만	무극성 공유 결합	Cl–Cl (0), C–H (0.35), C–S (0.03)
0.4 ~ 1.7	극성 공유 결합	H–Cl (0.96), C–O (0.89), O–H (1.24)
1.7 ~ 2.0	경계: 대부분의 교과서에서는 이온 결합, 일부에서는 극성 공유 결합	H–F (1.78), B–F (1.94)
2.0 초과	이온 결합	Na–Cl (2.23), K–F (3.16)

이 페이지는 흔히 쓰는 기준을 따릅니다: 0.4 미만은 무극성, 0.4~1.7은 극성 공유, 1.7 초과는 이온 결합이며, 일부 교과서는 기준을 2.0으로 두기 때문에 1.7~2.0은 경계로 표시합니다. 두 비금속 사이의 결합은 ΔEN이 커도 공유 결합입니다(H–F). 전기음성도가 더 큰 원자가 δ−이며, 쌍극자 화살표는 그 원자를 향합니다(십자 표시가 있는 꼬리가 δ+ 쪽).

분자 극성을 판단하는 세 단계

루이스 구조를 그리고 VSEPR로 모양을 구합니다.
극성 결합마다 δ− 원자를 향하는 쌍극자 화살표를 그립니다.
화살표를 벡터로 더합니다. 바깥 원자가 모두 같은 대칭 구조(직선형, 평면 삼각형, 정사면체형, 삼각쌍뿔형, 정팔면체형, 평면 사각형)는 상쇄되어 무극성입니다. 중심 원자에 비공유 전자쌍이 있거나 바깥 원자가 다르면 보통 알짜 쌍극자가 남아 극성입니다.

풀이 예제

H–F 결합

ΔEN = 3.98 − 2.20 = 1.78.

이온성 % = (1 − e^(−0.79)) × 100 = 54.7%.

극성 공유 결합 (경계), F δ−

물, H₂O

AX₂E₂, 굽은형 (104.5°). 두 O–H 쌍극자(ΔEN 1.24)가 모두 O를 향하며 부분적으로 같은 방향입니다.

극성, 1.85 D

BF₃

AX₃, 평면 삼각형. 크기가 같은 세 B–F 쌍극자가 120° 간격으로 있어 합이 0입니다.

무극성 (극성 결합, 무극성 분자)

NH₃ vs NF₃

둘 다 삼각뿔형입니다. NH₃에서는 비공유 전자쌍과 N–H 쌍극자가 같은 방향(1.47 D)이고, NF₃에서는 반대 방향(0.24 D)입니다.

둘 다 극성

PCl₅ (NEET 유형)

AX₅, 삼각쌍뿔형: 두 축 방향 쌍극자가 상쇄되고, 세 적도 방향 쌍극자도 상쇄됩니다.

무극성

CH₂Cl₂

정사면체형이지만 C–Cl 결합 2개(0.61)와 C–H 결합 2개(0.35)가 반대 방향을 향합니다.

극성, 1.60 D

흔한 실수

극성 결합이 있다고 항상 극성 분자는 아닙니다. CO₂, BF₃, CCl₄, XeF₄는 극성 결합이 있지만 알짜 쌍극자가 없습니다.
화학식만으로 모양 판단하기. SF₄와 XeF₄는 종이 위에서는 비슷해 보이지만, 비공유 전자쌍 때문에 각각 시소형과 평면 사각형이 됩니다.
3D 분자를 평면 그림으로 판단하기. CH₂Cl₂를 평평한 십자 모양으로 그리면 대칭처럼 보이지만, 3D에서는 정사면체형이며 극성입니다.
화살표 방향을 반대로 그리기. 화학에서 결합 쌍극자 화살표는 δ−(전기음성도가 더 큰) 원자를 향합니다. 물리학에서는 반대 부호를 쓰는 경우가 많습니다.
기준값을 정확한 경계로 여기기. 0.4와 1.7은 참고 기준입니다. 결합의 성질은 ΔEN에 따라 연속적으로 변합니다.

벡터 합은 결합 쌍극자가 상쇄되는지 판단하기 위한 ΔEN 단위의 모델입니다. 실제 쌍극자 모멘트(debye 단위)는 결합 길이와 비공유 전자쌍에도 영향을 받으며, 알려진 경우 측정값을 함께 표시합니다.

직접 그린 그림에 쌍극자를 표시하세요. 무료 온라인 화학 구조 편집기 MolDraw에서 구조를 그리고 δ+, δ− 표시와 화살표를 추가한 뒤 PNG 또는 SVG로 내보내세요.

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자주 묻는 질문

결합이 극성인지 무극성인지 어떻게 알 수 있나요?

폴링 전기음성도의 차이를 구하세요. 차이가 0.4 미만이면 무극성 공유 결합, 0.4~1.7이면 극성 공유 결합, 1.7보다 크면 보통 이온 결합이라고 합니다. H–Cl: 3.16 − 2.20 = 0.96이므로 Cl이 δ−인 극성 공유 결합입니다.

이온성 백분율은 어떻게 계산하나요?

폴링의 식은 이온성 % = (1 − e^(−ΔEN²/4)) × 100입니다. H–Cl은 ΔEN = 0.96이므로 이온성 % = (1 − e^(−0.23)) × 100 = 20.6%입니다. H–F는 ΔEN = 1.78로 약 55%입니다.

분자가 극성인지 어떻게 알 수 있나요?

VSEPR로 모양을 구하고, 극성 결합마다 쌍극자 화살표를 그려 벡터로 더하세요. 서로 상쇄되면(바깥 원자가 모두 같고 중심 원자에 비공유 전자쌍이 없는 대칭 구조) 무극성 분자이고, 그렇지 않으면 극성 분자입니다. 물은 굽은형이라 O–H 쌍극자가 상쇄되지 않습니다.

C=O 결합이 극성인데 CO2는 왜 무극성인가요?

CO2는 직선형입니다. 두 C=O 결합 쌍극자의 크기가 같고 방향이 반대이므로 상쇄되어 알짜 쌍극자 모멘트가 0입니다.

CCl4는 무극성인데 CHCl3는 왜 극성인가요?

정사면체형 CCl4에서는 같은 C–Cl 쌍극자 4개가 상쇄됩니다. CHCl3에서는 Cl 하나가 H로 바뀌어 쌍극자가 더 이상 상쇄되지 않습니다. CHCl3의 쌍극자 모멘트는 약 1.04 D입니다.

XeF4는 무극성인데 SF4는 왜 극성인가요?

XeF4는 평면 사각형입니다. 비공유 전자쌍 2개가 서로 반대편에 있고 Xe–F 쌍극자 4개가 상쇄됩니다. SF4는 비공유 전자쌍 1개 때문에 시소형이므로 S–F 쌍극자가 상쇄되지 않습니다.

cis- 또는 trans-1,2-다이클로로에텐은 극성인가요?

cis 이성질체는 두 C–Cl 쌍극자가 같은 쪽을 향하므로 극성(약 1.9 D)입니다. trans 이성질체는 두 C–Cl 쌍극자가 반대 방향을 향해 상쇄되므로 무극성(0 D)입니다.