# 键的极性判断 - 电负性差、离子性百分数、分子极性与分子间作用力

> 输入两种元素即得电负性差、键型、鲍林离子性百分数与键偶极；输入分子用 3D 矢量和判断极性，并给出分子间作用力和偶极矩计算。

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化学键的极性取决于两个原子的电负性差 ΔEN：电负性大的原子把成键电子拉向自己，带部分负电荷 δ−，另一端带 δ+。以 H–Cl 为例，鲍林电负性 H 2.20、Cl 3.16，ΔEN = 0.96，是极性共价键；按鲍林公式离子性 = 1 − exp(−ΔEN²/4) ≈ 20.6%，Hannay–Smyth 公式 16ΔEN + 3.5ΔEN² ≈ 18.6%；NaCl 的 ΔEN = 2.23，鲍林离子性约 71%，属离子键。本工具给出 ΔEN、键型（并列出 0.4/1.7、0.4/1.8、0.5/2.0 三种教材分界，说明它们只是经验规则）、两种离子性百分数、δ+/δ− 与键偶极箭头，并把化合物标在 van Arkel–Ketelaar 键型三角形（平均电负性对 ΔEN）上区分离子型、共价型、金属型。分子模式借用 VSEPR 构型，把每根键的键偶极按 3D 矢量相加判断分子极性：CO₂、BF₃、CCl₄ 键偶极相互抵消是非极性分子，H₂O、NH₃、CHCl₃ 是极性分子，并附约 30 种常见分子的实测偶极矩（如 H₂O 1.85 D、NH₃ 1.47 D）和色散力、偶极–偶极、氢键分析与沸点比较。偶极矩模式按 μ = q·d 计算并换算 D 与 C·m（1 D = 3.33564×10⁻³⁰ C·m），还能由实测偶极矩和键长求离子性：HCl 的 μ = 1.08 D、键长 127.5 pm，离子性约 17.6%。

## 使用步骤

1. 在“键的极性”中输入两个元素（如 H–Cl、C=O、NaCl）或从下拉框选择
2. 切换到“分子极性”，输入 CO2、H2O、CHCl3 等单中心分子，查看 3D 偶极箭头、分子间作用力和沸点比较
3. 在“偶极矩”中由电荷与距离求 μ，或由实测偶极矩和键长求离子性百分数

## 功能特点

- 鲍林电负性差 ΔEN 与平均电负性，δ+/δ− 与键偶极箭头图
- 非极性共价键 / 极性共价键 / 离子键判断，并列三种教材分界
- 鲍林公式与 Hannay–Smyth 公式两种离子性百分数
- van Arkel–Ketelaar 键型三角形，标出离子型、共价型、金属型区域
- 分子键偶极 3D 矢量和判断极性，可拖动旋转
- 约 30 种常见分子的实测偶极矩（气相）
- 色散力、偶极–偶极作用、氢键判断与两种分子沸点比较
- μ = q·d 计算、D ↔ C·m 换算、由偶极矩和键长求离子性

## 常见问题

### 电负性差多少是离子键、多少是极性键？

常见的经验分界是：ΔEN < 0.4 为非极性共价键，0.4～1.7 为极性共价键，> 1.7 为离子键；也有教材用 1.8 或 2.0 作为离子键界限。ΔEN = 1.7 时鲍林公式算得离子性约 50%，这是 1.7 的由来。但这只是经验规则：HF 的 ΔEN = 1.78 却是共价分子，LiI 的 ΔEN = 1.68 却是离子晶体。“金属 + 非金属形成离子键、非金属之间形成共价键”往往更可靠。

### 离子性百分数怎么计算？

鲍林公式：离子性 = 1 − exp(−ΔEN²/4)，HCl（ΔEN 0.96）约 20.6%，NaCl（ΔEN 2.23）约 71%。Hannay–Smyth 公式：16ΔEN + 3.5ΔEN²（%），HCl 约 18.6%。更直接的方法是用实测偶极矩除以完全离子时的偶极矩 e·d：HCl 的 μ = 1.08 D，键长 127.5 pm，e·d = 6.12 D，离子性 = 1.08 / 6.12 ≈ 17.6%。

### 怎样判断分子是极性分子还是非极性分子？

先看键有没有极性，再看分子构型能否让键偶极相互抵消。把每根键的偶极看成从 δ+ 指向 δ− 的矢量，矢量和为零就是非极性分子。CO₂ 是直线形，两个 C=O 键偶极大小相等方向相反，所以非极性；H₂O 是 V 形，两个 O–H 键偶极不能抵消，所以是极性分子（1.85 D）。同理 BF₃、CCl₄ 非极性，NH₃、CHCl₃ 极性。O₃ 键全是 O–O，但因形式电荷和 V 形结构仍有 0.53 D 的偶极。

### 分子间作用力有哪些？怎么比较沸点？

所有分子都有色散力（伦敦力），分子越大、电子越多越强；极性分子之间还有偶极–偶极作用；H 直接连在 N、O、F 上的分子之间能形成氢键，它是三者中最强的。摩尔质量相近时，沸点一般是氢键 > 偶极–偶极 > 只有色散力，例如 H₂O 100 °C 远高于 H₂S −60 °C，HF 20 °C 高于 HCl −85 °C；摩尔质量相差很大时色散力可能占上风，如 CCl₄（77 °C）高于 CH₄（−162 °C）。

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