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title: "鍵極性與偶極矩詳解：ΔEN、離子性百分比、極性分子 | MolDraw 部落格"
url: https://www.moldraw.com/zh-hant/blog/bond-polarity-dipole-moment-guide.html
description: "如何分辨極性與非極性的鍵和分子：鮑林電負度差、離子性百分比、VSEPR 形狀與鍵偶極向量，並附免費檢查工具。"
lang: zh-Hant
publisher: Scidart Academy
generated: 2026-10-26
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# 鍵極性與偶極矩詳解，附免費檢查工具

發布日期：2026 年 10 月 19 日 · 作者：Scidart Academy · 閱讀時間：約 7 分鐘

![三氯甲烷 CHCl3 的鍵線式結構，這是一個具有三個碳–氯鍵與一個碳–氫鍵的四面體分子](https://www.moldraw.com/blog/thumbs/bond-polarity-dipole-moment-guide.webp)

三氯甲烷（CHCl₃）是極性分子，因為它的 C–Cl 與 C–H 鍵偶極無法互相抵消。

**簡短回答：**當兩個原子的電負度不同時，鍵就具有極性。以鮑林電負度而言，**ΔEN 小於 0.4** 為非極性共價鍵，**0.4 到 1.7** 為極性共價鍵，**大於 1.7** 通常為離子鍵。電負度較大的原子帶 δ−。當分子的鍵偶極無法互相抵消時，分子就具有極性，這取決於它的 VSEPR 形狀：H₂O（彎曲形）是極性分子，偶極矩 1.85 D；CO₂（直線形）是非極性分子。免費的 [MolDraw 鍵極性與偶極檢查工具](https://www.moldraw.com/zh-hant/tools/free-chem-tools/bond-polarity-dipole-checker.html)可以同時算出兩者。

## 鍵極性與電負度

**電負度**（χ）是原子吸引鍵中電子的能力。在鮑林標度中，氟最高，為 3.98，其次是氧 3.44、氯 3.16 與氮 3.04。碳為 2.55，氫為 2.20。

在兩個不同原子之間的鍵中，電子較常停留在電負度較大的原子附近。該原子帶部分負電荷（δ−），另一個原子帶部分正電荷（δ+）。這種電荷分離就是**鍵偶極**。

| ΔEN 小於 0.4 | 非極性共價鍵。例如：Cl–Cl（0）、C–H（0.35）。 |
| --- | --- |
| ΔEN 0.4 到 1.7 | 極性共價鍵。例如：C–O（0.89）、H–Cl（0.96）、O–H（1.24）。 |
| ΔEN 1.7 到 2.0 | 過渡區。多數中學課本以 1.7 以上為離子鍵，也有課本以 2.0 以上為界。H–F（1.78）是共價分子。 |
| ΔEN 大於 2.0 | 離子鍵。例如：Na–Cl（2.23）、K–F（3.16）。 |

**離子性百分比**可用鮑林公式估計：**離子性 % = (1 − e^(−ΔEN²/4)) × 100**。ΔEN 為 1.7 時離子性約 51%，這就是 1.7 這個分界值的由來。

## 分子什麼時候具有極性？

鍵偶極是向量，要依分子的 3D 形狀相加：

1. 畫出路易斯結構，並以 VSEPR 找出形狀。
2. 在每根極性鍵上畫一個偶極箭頭，指向 δ− 原子。
3. 把箭頭相加。若互相抵消，分子為非極性；否則為極性。

簡單判斷法：當中心原子**沒有孤電子對**且所有外圍原子都**相同**時，分子為非極性（CO₂、BF₃、CCl₄、PCl₅、SF₆）。有兩種含孤電子對的形狀仍然對稱而為非極性：直線形 AX₂E₃（XeF₂）與平面四方形 AX₄E₂（XeF₄）。其他形狀中的孤電子對（NH₃、H₂O、SF₄、ClF₃）或不同的外圍原子（CHCl₃、CH₂Cl₂）都會產生淨偶極。

## 如何使用鍵極性與偶極檢查工具

1. 開啟[鍵極性與偶極檢查工具](https://www.moldraw.com/zh-hant/tools/free-chem-tools/bond-polarity-dipole-checker.html)。
2. 在**鍵：兩種元素**中選擇**元素 A**與**元素 B**，或按 **H–Cl**、**C–O**、**Na–Cl** 等範例。結果會顯示 ΔEN、在色階上標出的鍵型、哪個原子帶 δ−，以及離子性百分比與計算過程。**交換 A 與 B**可對調兩個元素。
3. 切換到**分子：極性或非極性？**。輸入化學式（如 `XeF4`）或 SMILES 字串（如 `Cl/C=C\Cl`）後按**檢查極性**，或按一個範例。
4. 查看形狀、電子幾何、鍵角、鍵偶極的向量和，以及（若有資料）以德拜為單位的實測偶極矩。
5. 繪圖會在每個原子上標出 δ+ 與 δ−，在每根極性鍵上畫紫色箭頭；分子具有極性時，還會畫出青綠色的淨偶極箭頭。虛線鍵表示遠離你的方向。
6. **Reasoning**（推理過程）清單會說明每一步，你可以把這套邏輯寫進答案中。

## 範例解析

### 1. H–Cl 鍵

ΔEN = 3.16 − 2.20 = 0.96，所以這是極性共價鍵，Cl 帶 δ−，H 帶 δ+。離子性 % = (1 − e^(−0.2304)) × 100 = 20.6%。HCl 的偶極矩為 1.11 D。

### 2. 水，H₂O

O 接有 2 個原子並有 2 對孤電子對：AX₂E₂，彎曲形，104.5°。每根 O–H 鍵的 ΔEN = 1.24，O 帶 δ−。兩個偶極部分同向，因此互相疊加。水是極性分子，1.85 D。

### 3. CCl₄ 與 CHCl₃

兩者都是四面體。CCl₄ 中四個 C–Cl 偶極（ΔEN 0.61）互相抵消：非極性，0 D。CHCl₃ 中一個 Cl 換成 H，偶極不再抵消：極性，1.04 D。

### 4. SF₄ 與 XeF₄

SF₄ 為 AX₄E，蹺蹺板形：S–F 偶極無法抵消，所以是極性（0.63 D）。XeF₄ 為 AX₄E₂，平面四方形，兩對孤電子對彼此相對：Xe–F 偶極互相抵消，所以是非極性。

### 5. 順-與反-1,2-二氯乙烯

兩者都是平面分子。順式異構物中兩個 C–Cl 偶極指向同一側：極性，1.90 D。反式異構物中兩者方向相反而抵消：非極性，0 D。正因為這個差異，順式異構物的沸點（60 °C）比反式異構物（48 °C）高。

## 整理表

| H₂O | 彎曲形（AX₂E₂）：極性，1.85 D |
| --- | --- |
| NH₃ | 三角錐形（AX₃E）：極性，1.47 D |
| CO₂ | 直線形（AX₂）：非極性，0 D |
| BF₃ | 平面三角形（AX₃）：非極性 |
| CCl₄ | 四面體，外圍原子相同：非極性 |
| CHCl₃、CH₂Cl₂ | 四面體，外圍原子不同：極性，分別為 1.04 D 與 1.60 D |
| SO₂ | 彎曲形（AX₂E）：極性，1.63 D |
| SF₄ | 蹺蹺板形（AX₄E）：極性，0.63 D |
| XeF₄ | 平面四方形（AX₄E₂）：非極性 |
| PCl₅ | 三角雙錐形（AX₅）：非極性 |

## 常見錯誤

- 以為極性鍵一定形成極性分子。對稱性可以讓它們互相抵消。
- 從平面圖判斷形狀。畫成平面十字形的 CH₂Cl₂ 看起來對稱，但它其實是四面體，屬於極性分子。
- 忘了中心原子上的孤電子對，而孤電子對會改變形狀。
- 把偶極箭頭指向 δ+ 原子。
- 把 0.4 與 1.7 當成截然的界線。鍵的性質是隨 ΔEN 連續變化的。
- 把 ΔEN 大於 1.7 的化合物一律稱為離子化合物。H–F 是共價分子；兩個非金屬之間的鍵仍是共價鍵。

## 考試要點（JEE、NEET、AP、A-level）

- 一定要先說明形狀，再說明偶極是否抵消。
- **JEE 與 NEET** 常考偶極矩大小順序，例如 NH₃（1.47 D）> NF₃（0.24 D）：NH₃ 中孤電子對與鍵偶極方向相同，NF₃ 中則方向相反。
- **AP 化學**把極性與分子間作用力連結起來：極性分子之間有偶極–偶極力，沸點通常較高。
- **A-level** 中關於順反異構物的答案應指出：反式異構物為非極性，因為 C–Cl 偶極互相抵消。
- 使用資料手冊中提供的鮑林電負度，ΔEN 取到小數點後兩位。

## 問與答

### 電負度差多少時鍵才是極性的？

以鮑林電負度而言，差值達 0.4 以上的鍵為極性共價鍵；低於 0.4 視為非極性鍵；高於約 1.7 通常稱為離子鍵，不過有些課本以 2.0 為界。

### 什麼是偶極矩？

偶極矩衡量分子的正、負電荷中心相距多遠。它等於電荷乘以距離，單位為德拜（D）。水是 1.85 D；CO2 是 0 D。

### 偶極箭頭指向哪一邊？

在化學中，箭頭指向電負度較大的原子，也就是 δ− 端，並在 δ+ 端畫一個小十字。物理學中偶極向量的方向則相反。

### 含有極性鍵的分子可以是非極性嗎？

可以。如果鍵偶極對稱排列，就會互相抵消。CO2（直線形）、BF3（平面三角形）、CCl4（四面體）、PCl5 與 SF6 都有極性鍵，但沒有淨偶極。

### 為什麼 NH3 是極性，而 BF3 是非極性？

NH3 的 N 上有一對孤電子對，使它成為三角錐形，所以 N–H 偶極無法抵消。BF3 的 B 上沒有孤電子對，呈平面三角形，所以三個 B–F 偶極互相抵消。

### 為什麼 SO2 是極性，而 CO2 是非極性？

SO2 的硫上有一對孤電子對，呈彎曲形（約 119°），所以 S=O 偶極加總為 1.63 D。CO2 的碳上沒有孤電子對，呈直線形，所以兩個 C=O 偶極互相抵消。

### HCl 的離子性百分比是多少？

用鮑林公式，ΔEN = 0.96：離子性 % = (1 − e^(−0.96²/4)) × 100 = (1 − e^(−0.23)) × 100 = 20.6%。由實測偶極矩推算，HCl 約有 18% 離子性，因此估計值相當接近。

## 相關工具

[形式電荷與混成軌域計算器](https://www.moldraw.com/zh-hant/tools/free-chem-tools/formal-charge-hybridization-calculator.html) [芳香性檢查工具](https://www.moldraw.com/zh-hant/tools/free-chem-tools/aromaticity-checker.html) [鍵極性與偶極檢查工具](https://www.moldraw.com/zh-hant/tools/free-chem-tools/bond-polarity-dipole-checker.html) [VSEPR 幾何計算器](https://www.moldraw.com/zh-hant/tools/free-chem-tools/vsepr-molecular-geometry-calculator.html) [路易斯結構產生器](https://www.moldraw.com/zh-hant/tools/free-chem-tools/lewis-structure-generator.html) [互動式週期表](https://www.moldraw.com/zh-hant/tools/free-chem-tools/interactive-periodic-table.html) [點群判定工具](https://www.moldraw.com/zh-hant/tools/free-chem-tools/point-group-finder.html)

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最後更新：2026 年 10 月 19 日