電気陰性度計算ツール｜結合の種類・イオン結合性を判定

計算を入力してください

結果

項目	値
元素1	F (Fluorine)
電気陰性度1	3.98
元素2	H (Hydrogen)
電気陰性度2	2.2
電気陰性度の差	1.78
結合の種類	Ionic
イオン結合性の割合	54.71%

電気陰性度計算ツールでできること

このツールは、2つの元素の電気陰性度を比較し、どのような化学結合をつくるかを予測します。電気陰性度とは、化学結合において共有された電子を引きつける力の強さを表す指標で、ここではポーリングスケール（フッ素が最大の3.98）で示しています。2つの原子の電気陰性度の差を計算することで、結合を「非極性共有結合」「極性共有結合」「イオン結合」に分類できます。これは化学の基礎を学ぶうえで欠かせない重要なスキルです。

使い方

入力欄は2つだけです。

元素1 — プルダウンから1つ目の元素を選びます。
元素2 — 結合させたい2つ目の元素を選びます。

本ツールは、よく使われる19種類の元素（H、Li、Be、B、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Br、I）に対応しており、それぞれに標準的なポーリングの電気陰性度の値があらかじめ組み込まれています。

計算式の解説

2つの元素を選ぶと、次の3つの計算が自動的に実行されます。

電気陰性度の差： $\Delta\chi = \left| \chi_{1} - \chi_{2} \right|$（絶対値なので、どちらを先に選んでも結果は同じです）。
結合の種類： ΔENが0.4未満なら非極性共有結合、0.4以上1.7未満なら極性共有結合、1.7以上ならイオン結合となります。
イオン結合性の割合： $\%_{\text{ionic}} = \left(1 - e^{-\left(\Delta\chi/2\right)^{2}}\right)\times 100$。これは結合がどれだけイオン的かを示すポーリングの推定式です。

$$\begin{gathered} \Delta\chi = \left| \chi_{1} - \chi_{2} \right| \qquad \%_{\text{ionic}} = \left(1 - e^{-\left(\Delta\chi/2\right)^{2}}\right)\times 100 \\[1.5em] \text{where}\quad \left\{ \begin{aligned} \chi_{1} &= \chi\!\left(\text{Element 1}\right) \\ \chi_{2} &= \chi\!\left(\text{Element 2}\right) \end{aligned} \right. \end{gathered}$$

電気陰性度の差に対するイオン性の割合を示すS字型曲線 — イオン性の割合は、式の指数曲線に従って電気陰性度の差とともに上昇します。

共有電子が電気陰性度の高い原子側に偏った極性結合の図と結合タイプの尺度 — 電気陰性度の差が大きいほど結合電子が一方の原子に引き寄せられ、結合は共有結合からイオン結合へと近づきます。

計算例：ナトリウムと塩素

ナトリウム（Na、EN = 0.93）と塩素（Cl、EN = 3.16）を選んでみましょう。

差：$|0.93 - 3.16| = 2.23$
2.23 ≥ 1.7 なので、結合の種類はイオン結合です。
イオン結合性の割合：$$\left(1 - e^{-\left(2.23/2\right)^{2}}\right)\times 100 = \left(1 - e^{-1.243}\right)\times 100 \approx 71\%$$

この結果は現実とも一致します。NaCl（食塩）は、代表的なイオン結合性化合物として知られています。