บทที่ 2 พันธะเคมี

เนอหาทจะตองเรยนในบทท 2 พนธะเคม

บทท พนธะเคม

2.1 พนธะโคเวเลนต (9 หวขอ)

2.1.1 การเกดพนธะโคเวเลนต

2.1.2 ชนดของพนธะโคเวเลนต

2.1.3 โมเลกลทไมเปนไปตามกฎออกเตต

2.1.4 การเขยนสตรและเรยกชอสารโคเวเลนต

2.1.5 ความยาวพนธะและพลงงานพนธะ

2.1.6 แนวคดเกยวกบแรโซแนนซ

2.1.7 รปรางโมเลกลโคเวเลนต

2.1.8 สภาพขวของโมเลกลโคเวเลนต

2.1.9 แรงยดเหนยวระหวางโมเลกลโคเวเลนต

2.1.10 สารโคเวเลนตโครงผลกรางตาขาย

2.2 พนธะไอออนก ( หวขอ)

2.2.1 การเกดพนธะไอออนก

2.2.2 โครงสรางของสารประกอบไอออนก

2.2.3 การเขยนสตรและการเรยกชอสารประกอบไอออนก

2.2.4 พลงงานกบการเกดสารประกอบไอออนก

2.2.5 สมบตของสารประกอบไอออนก

2.2.6 ปฏกรยาของสารประกอบไอออนก

2.3 พนธะโลหะ ( หวขอ)

2.3.1 การเกดพนธะโลหะ

2.3.2 สมบตของสารประกอบโลหะ

โดย อรณ หสเสม : เรยบเรยง 1

การทธาตตงแต 2 อะตอมขนไป มารวมตวและยดเหนยวกน เรยกวาโมเลกล

แรงยดเหนยวระหวางอะตอมภายในโมเลกลหรอระหวางโมเลกลดวยกนเอง เรยกวา พนธะเคม

เนอหาโดยสรปของพนธะแตละชนด มดงน

พนธะเคม สามารถแบงได 3 ชนด ไดแก

1. พนธะโคเวเลนต (Covalent bond)

เกดจากธาตทเปนอโลหะกบอโลหะ หรออโลหะกบกงโลหะ เกดจากการใชอเลกตรอนรวมกน (share) ของอะตอมธาตอโลหะ เพอทาใหอะตอมแตละอะตอมมมเวเลนซอเลกตรอน

ครบแปด หรอเหมอนแกสเฉอย (กฎออกเตต)

2. พนธะไอออนก (Ionic bond)

เกดจากธาตทเปนอโลหะกบโลหะ

เปนพนธะทเกดขนจากแรงดงดดทางไฟฟาสถตระหวางไอออนบวก (cation) และไอออนลบ (anion)

โดยอโลหะมความสามารถในการรบอเลกตรอน ทาใหเปนไอออนลบ กบ โลหะซงมความสามารถในการเสยอเลกตรอน

ทาใหเปนไอออนบวก ดงนน ไอออนลบและไอออนบวกจะดงดดซงกนและกน เกดเปนพนธะไอออนก

พนธะไอออนกจะมความแขงแรงมากกวาพนธะโคเวเลนต

3. พนธะโลหะ (Metal bond)

เกดจากธาตทเปนโลหะกบโลหะ

แรงยดเหนยวททาใหอะตอมของโลหะ อยดวยกนในกอนของโลหะ โดยมการใชเวเลนตอเลกตรอนรวมกนของอะตอม

ของโลหะ โดยทเวเลนตอเลกตรอนนไมไดเปนของอะตอมหนงอะตอมใดโดยเฉพาะ เนองจากมการเคลอนทตลอดเวลา

ทกๆอะตอมของโลหะจะอยตดกนกบอะตอมอนๆ ตอเนองกนไมมทส นสด จงทาใหโลหะไมมสตรโมเลกล ทเขยนกน

เปนสตรอยางงาย หรอสญลกษณของธาตนนเอง

พนธะโลหะจะมแขงแรงมากกวาพนธะโคเวเลนตและพนธะไอออนก

เกดจากธาตทเปนอโลหะกบอโลหะ หรออโลหะกบกงโลหะ เกดจากการใชอเลกตรอนรวมกน (share) ของอะตอมธาตอโลหะ เพอทาใหอะตอมแตละอะตอมมมเวเลนซอเลกตรอน

ครบแปด หรอเหมอนแกสเฉอย (กฎออกเตต) 1.1 การเกดพนธะโคเวเลนต

นวเคลยสของทงสองอะตอม จะตองเขามาอยใกลกนในระยะทเหมาะสม (74 pm) เพอทาใหแรงดงดดทงหมดในระบบ

เทากบแรงผลก ทาใหอยในภาวะสมดลกน ทงนจะมการใชเวเลนซอเลกตรอนรวมกนใหครบ 8 ตามกฎออกเตต

ทาใหเกดเปนโมเลกล เรยกวา เกดพนธะโคเวเลนต

สารทเกดจากโมเลกลยดเหนยวดวยพนธะโคเวเลนต เรยกวา โมเลกลโคเวเลนต หรอ สารโคเวเลนต

ธาตทเกดพนธะโคเวเลนต สวนมากเปนอโลหะกบอโลหะ เนองจากอโลหะมพลงงานไอออไนเซชนสง

ทาใหอโลหะเสยอเลกตรอนไดยาก มแตใชอเลกตรอนรวมกน จนเกดเปนพนธะโคเวเลนต

หมายเหต พลงงานไอออไนเซชน (IE) คอ พลงงานทนอยทสดทใชในการดงดดอเลกตรอนใหหลดออกจากอะตอม

ธาตอโลหะ มพลงงานไอออไนเซชนสง แสดงวาอเลกตรอนหลดจากอะตอมยาก ตองใชพลงงานในการดงออกมาก

บทท 2 พนธะเคม

1. พนธะโคเวเลนต (Covalent bond)


1.2 ชนดของพนธะโคเวเลนต

นกเรยนทราบแลววา ธาตหม 8A เรยกวาแกสเฉอย เปนธาตทมเสถยรภาพสง และธาตเหลานมเวเลนซอเลกตรอนเทากบ 8

ดวยหลกการน กลเบรต นวตน ลวอส นกเคมชาวอเมรกน จงตงกฎออกเตต

“กฎออกเตต กลาววา อะตอมของธาตตาง ๆ ทมเวเลนซอเลกตรอนไมเทากบ 8 มแนวโนมทจะปรบตวใหมเสถยรภาพ

มากขน โดยรวมตวกนเอง หรอรวมตวกบอะตอมของธาตอน(ใชอเลกตรอนรวมกน) ทาใหมเวเลนซอเลกตรอนเทากบ 8

(เหมอนแกสเฉอย) จงมเสถยรภาพมากขน”

อะตอมทใชอเลกตรอนรวมกนเรยกวา อะตอมครวมพนธะ

ถาอะตอมครวมพนธะใชอเลกตรอนรวมกน 1 คจะเกดเปนพนธะโคเวเลนตทเรยกวา พนธะเดยว

ถาอะตอมครวมพนธะใชอเลกตรอนรวมกน 2 คจะเกดเปนพนธะโคเวเลนตทเรยกวา พนธะค

ถาอะตอมครวมพนธะใชอเลกตรอนรวมกน 3 คจะเกดเปนพนธะโคเวเลนตทเรยกวา พนธะสาม

เนองจากพนธะเคม เกยวของกบเวเลนซอเลกตรอน ดงนน เพอใหเขาใจงายขน จงมการเขยนสญลกษณขน ดงน

1) สตรโครงสรางแบบจดของลวอส

ประกอบดวยสญลกษณธาต และจดรอบสญลกษณธาตนน ตามจานวนเวเลนซอเลกตรอน

ตวอยาง ดงแสดงในตาราง ตอไปน

IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA

He :

Li ∙

∙ Be ∙

∙ B ∙

∙ C ∙

∙ N :

: O :

: F :

: Ne :

Na ∙

∙ Mg ∙

∙ Al ∙

∙ Si ∙

∙ P :

: S :

: Cl :

: Ar :

ดงนนการเกดพนธะโคเวเลนตระหวางอะตอมของ H กบ F จงแสดงดวยสญลกษณแบบจดของลวอสไดดงน

H ∙ + : F : H : F :

: Cl : + : Cl : : Cl : Cl :

2H ∙ + : O : : O :

: O : + : O : : O : : O :

2) สตรโครงสรางแบบเสน

: Cl : Cl : หรอ Cl – Cl

O : : C : : O : หรอ O = C = O

H : C :: C : H หรอ H – C = C – H

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

..

.

.

.

..

..

..

..

..

.

..

..

.. อเลกตรอนครวมพนธะ 1 ค (เกดพนธะเดยว)

.

..

.

..

..

..

..

..

.

.

..

..

H

H

.

.

.

.

..

..

..

..

อเลกตรอนครวมพนธะ 2 ค (เกดพนธะ

..

..

..

.. ..

..

..

..

..

( - ) แทน พนธะเดยว

( = ) แทน พนธะค

( = ) แทน พนธะสาม

_


1.3 โมเลกลทไมเปนไปตามกฎออกเตต

โมเลกลโคเวเลนตจะมการจดเรยงอเลกตรอนเปนไปตามกฎออกเตต ซงจะทาใหสารประกอบอยในสภาพเสถยร

แตอยางไรกตาม พบวา สารประกอบบางชนดมการจดเรยงอเลกตรอนไมเปนไปตามกฎออกเตต

จดเปนขอยกเวนสาหรบกฎออกเตต แบงเปน

1) พวกไมครบออกเตต ไดแก สารประกอบของธาตในคาบท 2 ของตารางธาต ทมเวเลนซอเลกตรอนนอยกวา 4

เชน Li , Be , B ตวอยางเชน BF3 , BCl3 , BeCl2 , BeF2 เปนตน

BF3 BeCl2

(B อยหม 3A มเวเลนซอเลกตรอน 3) (Be อยหม 2A มเวเลนซอเลกตรอน 2)

( F อยหม 7A มเวเลนซอเลกตรอน 7) (Cl อยหม 7A มเวเลนซอเลกตรอน 7)

F

F - B - F Cl - Be - Cl

2) พวกเกนออกเตต ไดแก สารประกอบของธาตในคาบท 3 ของตารางธาต เปนตนไป

สามารถสรางพนธะแลวทาใหอเลกตรอนเกน 8 เชน PCl5 , SF6 เปนตน

PCl5 SF6

Cl F F

Cl – P – Cl F - S - F

Cl Cl F F

1.4 การเขยนสตรและการเรยกชอสารโคเวเลนต

การเขยนสตรของสารโคเวเลนต มวธการดงน

1) เขยนสญลกษณของธาตทเปนองคประกอบ โดยเขยนสญลกษณธาตของอะตอมกลาง

แลวตามดวยอะตอมลอมรอบ โดยทวไปใหเขยนธาตทมคาอเลกโทรเนกาทวตนอย (เปนบวก) กอน

แลวตามดวยธาตทมคาอเลกตโทรเนกาทวตมาก (เปนลบ)

หมายเหต อเลกโทรเนกาทวต (EN) คอ ความสามารถในการดงดดอเลกตรอน

ถา EN นอย เปนไอออนบวก เพราะ มความสามารถในการดงดดอเลกตรอนนอย จงมสภาพเปนบวก

ถา EN มาก เปนไอออนลบ เพราะ มความสามารถในการดงดดอเลกตรอนมาก จงมสภาพเปนลบ

2) ถาธาตใดมจานวนอะตอมมากกวา 1 อะตอม ใหระบจานวนอะตอมของธาตนนไวมมลางดานขวาของสญลกษณ

3) ตวอยางเชน NO , CO, CO2 , BF3 , P2O5 , SiCl4 , P4O10 เปนตน

การเรยกชอสารโคเวเลนต

1) สารโคเวเลนตทโมเลกลประกอบดวยธาตเดยว ใหเรยกชอตามชอธาตนนซงสวนใหญมสถานะแกสท

อณหภมหอง จงนยมเรยกโดยระบสถานะดวย เชน O2 เรยกวา แกสออกซเจน , Cl2 เรยกวา แกสคลอรน เปนตน

2) สารโคเวเลนตทโมเลกลประกอบดวยธาต 2 ชนด ใหเรยกชอธาตทอยหนากอน แลวตามดวยชอธาตถดมา และ

เปลยนเสยงพยางคทายเปน ไ – ด (- ide)

การระบจานวนอะตอมของธาตทเปนองคประกอบ นนจะระบเปนจานวนนบในภาษากรก ดงน

mono = 1 hexa = 6

di = 2 hepta = 7

tri = 3 octa = 8

tetra = 4 nona = 9

penta = 5 deca = 10


ถาธาตแรกมอะตอมเดยวไมตองเรยกชอระบจานวนอะตอม แตธาตหลงตองระบแมมอะตอมเดยวกตาม

ตวอยางการเรยกชอสารโคเวเลนต

สาร ชอ

CO2

BF3

Cl2O

SiCl4

SF6

P4O10

Cl2O7

Carbondioxide (คารบอนไดออกไซด)

Borontrifluoride (โบรอนไตรฟลออไรด)

Dichlorinemonoxide (ไดคลอรนมอนอออกไซด หรอ ไดคลอรนมอนอกไซด)

Silicontetrachloride (ซลคอนเตตระคลอไรด)

Sulphurhexafluoride (ซลเฟอรเฮกซะฟลออไรด)

Tetraphosphorusdecaoxide (เตตระฟอสฟอรสเดคะออกไซด หรอ เตตระ

ฟอสฟอรสเดคอกไซด)

Dichlorineheptaoxide (ไดคลอรนเฮปตะออกไซด หรอ ไดคลอรนเอปตอกไซด)

สารโคเวเลนตบางชนดทม H เปนองคประกอบ การเรยกชอจะไมเปนไปตามหลกเกณฑทกาหนด

เชน HCl เรยกวา Hydrogenchloride (ไฮโดรเจนคลอไรด)

H2S เรยกวา Hydrogensulfide (ไฮโดรเจนซลไฟต)

H2O เรยกวา Water (นา)

NH3 เรยกวา Ammonia (แอมโมเนย)

เปนตน

ใหนกเรยนทาแบบฝกหด เรอง การเขยนสตรและการเรยกชอสารโคเวเลนต


แบบฝกหด เรอง การเขยนสตรและการเรยกชอสารโคเวเลนต

1. จงเขยนสตรของสารทเกดจากการรวมตวระหวางอะตอมคตอไปน และเขยนสตรแบบเสน

1.1) H กบ S

ตอบ H2S สตรแบบเสน H - S - H

1.2) C กบ F

1.3) Be กบ H

1.4) S กบ O

2. จงเรยกชอสารประกอบตอไปน

2.1) NO ………………………………………………………………………..…………………….

2.2) NO2 ………………………………………………………………………………………..……

2.3) N2O3 ……………………………………………………….………………………….…………

2.4) N2O5 ……………………………………………………….…………………….………………

3. จงเขยนสตรและเรยกชอสารประกอบระหวางธาตตอไปน

3.1) Si กบ H

สตร …………………………… เรยกชอ …………………………………………………………………..

3.2) P กบ Br

สตร ……………………………. เรยกชอ …………………………………………………………………..

3.3) As กบ F

สตร ……………………………. เรยกชอ …………………………………………………………………..


1.5 ความยาวพนธะและพลงงานพนธะ

ความยาวพนธะ หมายถง ระยะระหวางนวเคลยสของอะตอมคหนง ๆ ทสรางพนธะกนในโมเลกล

ตารางท 1 แสดงความพนะเฉลย (ในหนวย pm) ระหวางอะตอมคตาง ๆ

พนธะเดยว พนธะค พนธะสาม

H – H 74

H – F 92

H – Cl 128

H – Br 141

H – I 160

H – N 101

H – O 97

H – S 134

S – O 161

F – F 142

Br – Br 228

C – C 154

C – N 147

N – N 140

O – O 148

C – O 143

C – H 108

C – Cl 177

C – Br 194

C – S 182

Cl – Cl 199

I – I 267

C = C 134

C = N 130

N = N 125

O = O 121

C = O 122

C = C 120

C = N 116

N = N 110

พลงงานพนธะ หมายถง พลงงานทนอยทสดทตองใชเพอสลายพนธะระหวางอะตอมภายในโมเลกลในสถานะ

แกส ใหเปนอะตอมเดยวในสถานะแกส เชน

H2 (g) + 436 kJ 2 H (g) เรยก 436 kJ วา พลงงานพนธะ

ตารางท 2 แสดงพลงงานพนธะเฉลย (หนวย kJ / mol) ระหวางอะตอมคตาง ๆ

พนธะเดยว พนธะค พนธะสาม

H – H 436

H – F 567

H – Cl 431

H – Br 366

H – I 298

H – N 391

H – O 463

H – S 364

S – O 521

F – F 159

Br – Br 192

C – C 348

C – N 286

N – N 158

O – O 144

C – O 360

C – H 413

C – Cl 327

C – Br 285

C – S 289

Cl – Cl 243

I – I 151

C = C 614

C = N 615

N = O 470

O = O 498

C = O 804

C = C 839

C = N 890

N = N 945

พลงงานพนธะบอกถงความแขงแรงของพนธะ การสลายพนะทแขงแรงจะตองใชพลงงานมากกวาพนธะทไม

แขงแรง ดงนน พลงงงานพนธะ พนธะสาม > พนธะค > พนธะเดยว

เมอเปรยบเทยบความยาวพนธะกบพลงงานพนธะ พบวา

ความยาวพนธะ พนธะเดยว > พนธะค > พนธะสาม

พลงงานพนธะ พนธะสาม > พนธะค > พนธะเดยว

ดงนน ถาความยาวพนธะนอย พลงงานพนธะจะมาก แตถา ความยาวพนธะมาก พลงงานพนธะจะนอย


การเกดปฏกรยาเคมเกยวของกบการสลายพนธะในสารตงตง และการสรางพนธะในผลตภณฑ

การสลายพนธะตองดดพลงงาน และ การสรางพนธะจะคายพลงงาน

ถาทราบชนด และจานวนพนธะทงหมดทสลาย และเกดขนใหม จะคานวณหา พลงงานของปฏกรยาได

พลงงานของปฏกรยา ( H)

พลงงานของปฏกรยา = ผลรวมพลงงานทดดเขาไป + ผลรวมพลงงานทคายออกมา

เพอใชสลายพนธะในสารตงตน เพอสรางพนธะใหมในผลตภณฑ

H = E1 + E2

หมายเหต คาพลงงานทใชในการคานวณตองคานงถงเครองหมายดวย ถาดดพลงงาน เครองหมายเปนบวก (+)

ถาคายพลงงาน เครองหมายเปนลบ (-)

ตวอยางท 1 การสลายพนธะในโมเลกล CCl4 1 โมล ออกเปนอะตอมเดยว ตองใชพลงงานเทาใด

และการเปลยนแปลงนเปนแบบดดพลงงานหรอคายพลงงาน

CCl4 1 โมล มพนธะ C – Cl = 4 โมล

พลงงานพนธะของ C – Cl = 327 กโลจล/โมล (ดจากตารางท 2)

ดงนน พลงงานทใชสลายพนธะของ CCl4 1 โมล = 4 โมล x 327 กโลจล/โมล = 1308 กโลจล

ตอบ การสลายพนธะใน CCl4 1 โมล ตองใชพลงงาน 1308 กโลจล และเปนการเปลยนแปลงดดพลงงาน

ตวอยางท 2 เมอผานแกสคลอรนเขาไปทาปฏกรยากบแกสมเทน จะเกดการเปลยนแปลงดงสมการ

CH4 (g) + Cl2 (g) CH3Cl (g) + HCl (g) ปฏกรยานดดหรอคายพลงงานเทาใด

หาผลรวมพลงงานทดดเขาไปเพอสลายพนธะสารตงตน (E1) (สารตงตน ไดแก CH4 และ Cl2 )

CH4 1 mol มพนธะ C – H = 4 mol พลงงานพนธะ C – H = 413 kJ / mol

Cl2 1 mol มพนธะ Cl – Cl = 1 mol พลงงานพนธะ Cl – Cl = 243 kJ / mol

พลงงานทดดเขาไปเพอสลายพนธะ CH4 และ Cl2 = E1

ดงนน E1 = (4 mol x (+413) kJ/mol) + ( 1 mol x (+243) kJ /mol)

= 1652 kJ + 243 kJ = 1895 kJ

หาผลรวมพลงงานทคายออกมาเพอสรางพนธะใหมในผลตภณฑ (E2) (สารผลตภณฑ ไดแก CH3Cl และ HCl)

CH3Cl 1 mol มพนธะ C – H = 3 mol พลงงานพนธะ C – H = 413 kJ / mol

มพนธะ C – Cl = 1 mol พลงงานพนธะ C – Cl = 327 kJ /mol

HCl 1 mol มพนธะ H – Cl = 1 mol พลงงานพนธะ H – Cl = 431 kJ mol

พลงงานทคายออกมาเพอสรางพนธะใหมใน CH3Cl และ HCl = E2

ดงนน E2 = (3 mol x (-413) kJ/mol) + (1 mol x (-327) kJ/mol) + (1 mol x (-431) kJ/mol)

= (-1239) kJ/mol + (-327) kJ/mol + (- 431) kJ/mol = - 1997 kJ

ดงนน พลงงานของปฏกรยาน ( H) = E1 + E2

= 1895 kJ + (-1997 kJ) = -102 kJ

ตอบ ปฏกรยานเปนปฏกรยาคายพลงงาน และพลงงานทคายออกมามคา 102 กโลจล


แบบฝกหด เรอง การคานวณพลงงานของปฏกรยา

1. การสลายพนธะในโมเลกล CH2OH 1 mol ออกเปนอะตอมเดยว ตองใชพลงงานเทาใด

2. จากปฏกรยา NH3 (g) + O2 (g) NO (g) + H2O (g) ปฏกรยานใชพลงงานเทาใด เปนดดพลงงานหรอคาย

พลงงาน


1.6 แนวคดเกยวกบแรโซแนนซ

โมเลกลโคเวเลนตบางชนดสามารถเขยนสตรโครงสรางไดมากกวา 1 แบบ โดยแตละสตรโครงสรางทเขยนขน ไม

มสตรโครงสรางใดถกตอง

สารจะเกดเรโซแนนซ ไดตองมความยาวพนธะเทากนหมด และอเลกตรอนครวมพนธะในแตละพนธะจะมตองม

จานวนอเลกตรอน (เปนค) เทากน

ปรากฎการณทสารโคเวเลนตสามารถเขยนสตรโครงสรางไดมากกวา 1 แบบ เรยกวา ปรากฏการณเรโซแนนซ

ตวอยางเชน โอโซน (O3) ม 2 Resonance ความยาวพนธะระหวาง O กบ O เทากน มความยาวอยระหวางพนธะ

เดยวและพนธะค

และ เขยนไดเปน

ซลเฟอรไดออกไซด (SO2)


เบนซน (C6H6)


1.7 รปรางโมเลกลโคเวเลนต

จากลกษณะของโมเลกลโคเวเลนตทมการจดตวของอะตอมในโมเลกลในลกษณะตาแหนงทแนนอน ซงสามารถท

จะทานายรปรางของโมเลกลโคเวเลนตของสารชนดตาง ๆ โดบพจารณาจากจานวนเวเลนตอเลกตรอน จานวน

พนธะทเกดขน และจานวนอเลกตรอนอสระทไมไดรวมพนธะ โดยมหลกการ ดงน

1.7.1 ถาอะตอมกลางไมมอเลกตรอนคโดดเดยวเลย จะไดรปทรงเรขาคณต 5 แบบ คอ เสนตรง

สามเหลยมแบนราบ ทรงสหนา พระมดคฐานสามเหลยม และทรงเหลยมแปดหนา

1.1) เสนตรง (Linear)

ถาเวเลนซอเลกตรอนของอะตอมกลางเทากบ 2 และเกดพนธะ 2 ค ซงอเลกตรอนทง 2 คจะ

พยายามอยหางกนใหมากทสด จงทาใหโมเลกลเปนแบบเสนตรง

มมระหวางพนธะเทากบ 180 องศา สตรทวไป AB2

มกเกดระหวางธาตหม 2 กบหม 7 หรอ H

เชน BeF2 , BeCl2 เปนตน

4Be = 2 2 9F = 2 7


1.2) สามเหลยมแบนราบ (Trigonal planar)


พยายามอยหางกนมากทสด จงทาใหเปนโมเลกลสามเหลยมแบนราบ

มมระหวางพนธะเทากบ 120 องศา สตรทวไป AB3

มกเกดระหวางธาตหม 3 กบหม 7

เชน BF3 , BH3 เปนตน หรอ H

5B = 2 3 9 F = 2 7

1.3) ทรงสหนา (Tetrahedral) (คลายขาตงกลอง)


พยายามอยหางกนมากทสด จงทาใหเปนโมเลกลเปนรปทรงสหนา

มมระหวางพนธะเทากบ 109.5 องศา สตรทวไป AB4

มกเกดระหวางธาตหม 4 กบหม 7 หรอ H

เชน CH4 , CCl4 ,SiF4 เปนตน

6C = 2 4 H

1.4) พระมดคฐานสามเหลยม (Trigonal bipyramidal)

ถาเวเลนซอเลกตรอนของอะตอมกลางเทากบ 5 และเกดพนธะ 5 ค ซงอเลกตรอนทง 5 ค

จะพยายามอยหางกนมากทสด จงทาใหเปนโมเลกลเปนรปทรงพระมดคฐานสามเหลยม

เชน PCl5 เปนตน สตรทวไป AB5


1.5) พระมดคฐานสเหลยม () หรอ ทรงแปดหนา


พยายามอยหางกนมากทสด จงทาใหเปนโมเลกลเปนรปทรงพระมดคฐานสเหลยม หรอทรง

แปดหนา

เชน SF6 , TeCl6 เปนตน สตรทวไป AB6

1.7.2 ถาอะตอมกลางมอเลกตรอนคโดดเดยว อาจไดรปทรงเราขาคณตเปน พระมดฐานสามเหลยม หรอ มมงอ

1) พระมดฐานสามเหลยม

ถาอะตอมกลางมเวเลนซอเลกตรอนเทากบ 5 แตสรางพนธะ 3 ค จงเหลออเลกตรอนทไมไดรวม

พนธะ 2 ตวหรอ 1 ค (อเลกตรอนคโดดเดยว 1 ค)

อเลกตรอนทง 4 ค (รวมอเลกตรอนคโดดเดยว) จะผลกกนใหหางกนมากทสด แตเนองจากแรง

ผลกระหวางอเลกตรอนคโดดเดยวกบอเลกตรอนครวมพนธะ มากกวา แรงผลกระหวาง

อเลกตรอนครวมพนธะผลกกนเอง ทาใหมมระหวางพนธะ 107 องศา

จงเกดเปนรปรางโมเลกลเปนรป พระมดฐานสามเหลยม เชน NH3 , PBr3 เปนตน

7 N = 2 5 H

2) มมงอ

ถาอะตอมกลางมเวเลนซอเลกตรอนเทากบ 6 สรางพนธะ 2 ค จงเหลออเลกตรอนทไมไดรวม

พนธะ 4 ตว หรอ 2 ค (อเลกตรอนคโดดเดยว 2 ค)

ซงอเลกตรอนคโดดเดยว 2 คนจะมแรงผลกระหวางอเลกตรอนครวมพนธะกบอเลกตรอนคโดด

เดยว มากกวา แรงผลกของอเลกตรอนครวมพนธะดวยกนเอง ทาใหมมระหวางพนธะลดเหลอ 105

องศา รปรางโมเลกลจงเปนมมงอ หรอตวว เชน H2O


ตารางแสดงรปรางโมเลกลโคเวเลนต


1.8 สภาพขวของโมเลกลโคเวเลนต

ในพนธะโคเวเลนต อเลกตรอนครวมพนธะจะเคลอนทอยระหวางอะตอมทงสองทสรางพนธะกน

ถาพบวาอเลกตรอนครวมพนธะเคลอนทอยตรงกลางระหวางอะตอมพอด แสดงวาอะตอมคนนมความสามารถใน

การดงดดอเลกตรอนครวมพนธะเทากน

แตถาพบวาอเลกตรอนครวมพนธะเคลอนทอยใกลอะตอมใดอะตอมหนงมากกวาอกอะตอมหนง แสดงวาอะตอมค

นนมความสามารถในการดงดดอเลกตรอนครวมพนธะไมเทากน ดงภาพ

อเลกตรอนถกดงดดเทากน อเลกตรอนถกดงดดไมเทากน

คาทบอกใหทราบถง ความสามารถในการดงดดอเลกตรอนของธาตทสรางพนธะกนเปนสารประกอบ เรยกวา

อเลกโทรเนกาตวต ( Electronegativity )

EN EN


คาอเลกโทรเนกาตวตนาไปใชอธบายสมบตบางประการของสารได เชน ขวของพนธะโคเวเลนต

1) ถาพนธะโคเวเลนตเกดจากอะตอมทมคาคาอเลกโทรเนกาตวตเทากน

เชน พนธะในโมเลกลของ H2 , O2 , N2 , F2 , Br2 , I2 , P4 อเลกตรอนครวมพนธะจะอยตรงกลางระหวาง

อะตอมทงสองเปนสวนใหญ

หรออาจกลาวไดวาอเลกตรอนครวมพนธะจะถกนวเคลยสของอะตอมทงสองดงดดดวยแรงเทาๆกน

เราเรยกพนธะโคเวเลนตทเกดขนในลกษณะนวา พนธะโคเวเลนตไมมขว

สรป พนธะทเกดจากอะตอมของธาตชนดเดยวกนเปนพนธะไมมขว

2) ถาพนธะโคเวเลนตเกดจากอะตอมทมคาอเลกโทรเนกาตวตตางกน

อะตอมทมคาอเลกโทรเนกาตวตมากกวา จะดงอเลกตรอนครวมพนธะเขามาใกลตวมนเอง อะตอมนจะ

แสดงอานาจไฟฟาเปนลบ

และอะตอมทมคาอเลกโทรเนกาตวตนอยกวาจะถกดงอเลกตรอนครวมพนธะไป อะตอมนจะแสดง

อานาจไฟฟาบวก เราเรยกพนธะโคเวเลนตชนดนวา พนธะโคเวเลนตมขว

การแสดงขวของพนธะโคเวเลนต ใชสญลกษณ (อานวา เดลตาลบ และเดลตาบวก

ตามลาดบ)

ความแรงของขวของพนธะขนกบผลตางของคาอเลกโทรเนกาตวตของอะตอมคสรางพนธะ โดยถาคาอ

เลกโทรเนกาตวตแตกตางกนมากกวา สภาพขวจะแรงกวา เชน H – F มสภาพขวแรงกวา H – Cl

สรป พนธะทเกดจากอะตอมตางชนดกนเปนพนธะมขว

วธพจารณาวาโมเลกลใดมขวหรอไมมขวมหลกดงน 1) โมเลกลใดทมแตพนธะทไมมขวทงส น จดเปนโมเลกลทไมมขว เชน H2 , O2 , N2 , F2 , Br2 , I2 , P4

2) โมเลกลใดทมพนธะมขว โมเลกลนนอาจมขวหรอไมมขวกได ขนกบการเขยนเวกเตอร แลวดการหกลางกนของ

ทศทางของขวของพนธะรอบอะตอมกลาง ถาหกลางกนหมดโมเลกลนนจะไมมขว แตถาหกลางกนไมหมด

โมเลกลนนจะมขว โดยทศทางของขวลบของโมเลกลชไปทางทศทางของผลลพธ เชน


แบบฝกหดเรอง สภาพขวของโมเลกลโคเวเลนต

1. จงเขยนสญลกษณ แสดงสภาพขวของพนธะตอไปน

1.1 H – S 1.4 Cl - F

1.2 N – O 1.5 O - S

1.3 N – H 1.6 C - H

2. จงเตมขอมลลงในตารางตอไปน

สาร สตรโครงสราง

พรอมเขยนสภาพขว

รปรางโมเลกล

ทศทางของขว สภาพขว

BCl3

BeH2

OF2

O=C=O

CH2Cl2


1.9 แรงยดเหนยวระหวางโมเลกลโคเวเลนต

การเปลยนสถานะของสารตองมการใหความรอนแกสาร เพอใหอนภาคของสารมพลงงานจลนสงพอทจะหลดออก

จากกน แสดงวาสารแตละสถานะมแรงยดเหนยวระหวางโมเลกล ซงเรยงลาดบจากมากไปนอยดงน

ของแขง > ของเหลว > กาซ

การเปลยนสถานะของสารโคเวเลนต มการทาลายแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลเทานน ไมมการทาลายพนธะเคม

ดงนนสารทมจดเดอดจดหลอมเหลวสง แสดงวาแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลสง

ประเภทของแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลโคเวเลนต มดงน

1) แรงลอนดอน ( London force ) เปนแรงยดเหนยวระหวางโมเลกล ยดเหนยวกนดวยแรงออนๆ ซงเกดขน

ในสารทวไป และจะมคาเพมขนตามมวลโมเลกลของสาร

2) แรงดงดดระหวางขว ( dipole – dipole force ) เปนแรงดงดดทางไฟฟาอนเนองมาจากแรงกระทาระหวาง

ขวบวกกบขวลบของโมเลกลทมขว

สารโคเวเลนตทมขว มแรงยดเหนยวระหวางโมเลกล 2 ชนดรวมอยดวยกนคอ แรงลอนดอนกบแรงดงดด

ระหวางขว และเรยกแรง 2 แรงรวมกนวา แรงแวนเดอรวาลส

3) พนธะไฮโดรเจน (hydrogen bond , H – bond )

คอ แรงดงดดระหวางโมเลกลทเกดจากอะตอมของไฮโดรเจนสรางพนธะโคเวเลนตกบอะตอมทมคาอเลก

โทรเนกาตวตสง และมขนาดเลก ไดแก F , O และ N จะเกดพนธะโคเวเลนตมขว ชนดสภาพขวแรงมาก

เนองจากพนธะทเกดขนน อเลกตรอนครวมพนธะจะถกดงเขามา ใกลอะตอมของธาตทมคาอเลกโทรเน

กาตวตสง มากกวาทางดานอะตอมของไฮโดรเจนมาก

และอะตอมของธาตทมคาอเลกโทรเนกาตวตสง ยงมอเลกตรอนคโดดเดยว จงเกดดงดดกนระหวาง

อเลกตรอนคโดดเดยวกบอะตอมของไฮโดรเจนชงมอานาจไฟฟาบวกสงของอกโมเลกลหนง ทาใหเกด

เปนพนธะไฮโดรเจน

แรงยดเหนยวระหวางโมเลกลทง 3 ชนดน พนธะไฮโดรเจนจดเปนแรงยดเหนยวทแขงแรงทสด ขณะทแรง

ลอนดอนจดเปนแรงยดเหนยวทแขงแรงนอยทสด และทง 3 แรงนแขงแรงนอยกวาพนธะโคเวเลนต พนธะไออนก

และพนธะโลหะมาก

สมบตของสารโคเวเลนต

1) มจดเดอดและจดหลอมเหลวตา เพราะจะทาใหเดอดหรอหลอมเหลวตองใชพลงงานไปในการทาลายแรงยดเหนยว

ระหวางโมเลกลนอย ( ไมไดทาลายพนธะโคเวเลนต ยกเวนโครงผลกรางตาขาย ) อาจจะแบงสารโคเวนตตามจด

เดอด จดหลอมเหลว จะได 4 พวกดงน

1.1) สารโคเวเลนตไมมขว พวกนจะมจดเดอดจดหลอมเหลวตากวาพวกอนๆ เพราะโมเลกลยดเหนยวกนดวย

แรงลอนดอนอยางเดยวเทานน

1.2) สารโคเวเลนตมขว พวกนจะมจดเดอดจดหลอมเหลวสงกวาพวกไมมขว เพราะยดเหนยวโมเลกลดวยแรง

2 แรง คอแรงลอนดอนและแรงดงดดระหวางขว (แรงแวนเดอวาลส)

1.3) สารโคเวเลนตทสามารถสรางพนธะไฮโดรเจนได เชน HF , NH3 , H2O พวกนจะมจดเดอดจดหลอมเหลว

สงกวาสารโคเวเลนตทมขว เพราะโมเลกลยดเหนยวกนดวยแรงแวนเดอรวาลสและพนธะไฮโดรเจน

1.4) พวกทมโครงสรางเปนโครงผลกรางตาขาย เชน เพชร แกรไฟต คารบอรนดม ซลกอนไดออกไซด พวกน

มจดเดอดจดหลอมเหลวสงมาก เพราะการจดเรยงอะตอมภายในผลก

2) สารโคเวเลนตจะไมนาไฟฟาไมวาจะอยในสถานะใด ( ยกเวน แกรไฟต ) เนองจากไมมอเลกตรอนอสระ และเมอ

หลอมเหลวจะไมแตกตวเปนอออน (ถาหลอมเหลวแลวแตกตวใหไอออนจะนาไฟฟาได)

3) โมเลกลทมขวสามารถละลายในตวทาละลายทโมเลกลมขวได และโมเลกลทไมมขวสามารถละลายในตวทาละลาย

ทไมมขวได (มขวกบมขว , ไมมขวกบไมมขว= ละลายกนได แตมขวกบไมมขวไมละลายกน )


1.10 สารโคเวเลนตโครงผลกรางตาขาย

อโลหะสวนใหญ มจดหลอมเหลว จดเดอดตา

แตอโลหะบางชนดมจดหลอมเหลว และจดเดอดสง และบางชนดนาไฟฟาไดอกดวย

สารพวกน ไดแก สารทมโครงสรางแบบโครงผลกรางตาขาย

สารพวกนอะตอมยดเหนยวกนดวยพนธะโคเวเลนตรปแบบตอเนองกนคลาย ตาขายสามมตบาง สองมตบาง สาร

พวกนไมมสตรโมเลกล เขยนไดแตสตรอยางงาย

สารพวกนไดแก คารบอนในรปเพชร แกรไฟต และฟลเลอรน ฟอสฟอรสในรปของ ฟอสฟอรสขาว ฟอสฟอรส

แดง และฟอสฟอรสดา นอกจากนนยงมสารประกอบบางชนดกเปนสารโครงผลกรางตาขาย เชน ซลกา หรอ

ซลคอนไดออกไซด (SiO2) ซลคอนคารไบด หรอคารบอรนดม (SiC)

1) เพชร

เพชรเปนอญรปหนงของคารบอน มความยาวพนธะ 154 พโกเมตร

คารบอนแตละอะตอมใชเวเลนซอเลกตรอนทงหมดสรางพนธะโคเวเลนตกบอะตอมอก 4 อะตอมทอยลอมรอบ

เพชรไมนาไฟฟา มการจดอะตอมในผลกเพชรคลายตาขายโยงกนทง 3 มต เปนผลใหอะตอมของคารบอนยด

เหนยวกนไวแนน เพชรจงแขงแรงทสด จดเดอดสงถง 4830 °C และจดหลอมเหลวสงถง 3550 °C

2) แกรไฟต

แกรไฟตเปนผลกโคเวเลนตอกอญรปหนงของคารบอน แตมโครงสรางตางจากเพชร

ความยาวพนธะ 140 พโกเมตร อะตอมแตละชนหางกน 340 พโกเมตร

อะตอมของคารบอนจดเรยงตวเปนชน ๆ และสรางพนธะโคเวเลนตตอกนเปนวง วงละ 6 อะตอม ตอเนองกน

ภายในระนาบเดยวกน เปนโครงผลกรางตาขาย แกรไฟตจงมจดเดอด จดหลอมเหลวสง

คารบอนมเวเลนซอเลกตรอนเทากบ 4 สรางพนธะกบคารบอน 3 อะตอมทอยใกลเคยงกน จงเหลอ 1 อเลกตรอน

ทเคลอนทอสระ ทาใหแกรไฟตนาไฟฟาได

3) ซลกา หรอ ซลคอนไดออกไซด (SiO2)

เปนผลกโคเวเลนตทมโครงสรางเปนผลกรางตาขาย อะตอมจดเรยงตวเหมอนกบคารบอนในเพชร แตม

ออกซเจนคนอยระหวางอะตอมของซลคอนแตละค

มจดเดอดสง และมความแขงแรงสง


จากการศกษาในบทท 1 ทาใหนกเรยนทราบไดวา โลหะเปนอะตอมทมขนาดใหญ มพลงไอออไนเซชน (IE) ตา

โลหะจงเสยเวเลนซอเลกตรอนไดงาย

สวนอโลหะเปนอะตอมทมขนาดเลก มพลงงานไอออไนเซชน (IE) สง อโลหะจงเสยเวเลนซอเลกตรอน

ไดยากกวาโลหะ เราจะศกษาตอไปวา เมอโลหะทาปฏกรยากบอโลหะจะสรางพนธะเคมอยางไร

2.1 การเกดพนธะไอออนก

นกวทยาศาสตร พบวา แกสเฉอย (ธาตหม 8A) สามารถอยเปนอะตอมอสระและมเสถยรภาพสง

ธาตหมนมการจดอเลกตรอน เปน ns2 np6

เชน Ar (เลขอะตอม 18) มการจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานหลกคอ 2 8 8

มการจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานยอย คอ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

ยกเวน ฮเลยม (He) มเวเลนซอเลกตรอนเทากบ 2

สวนธาตหมอน ๆ มกทาปฏกรยากนเกดเปนสารประกอบ เพอจะปรบใหมเวเลนซอเลกตรอนเปน 8 เทากบเวเลนซ

อเลกตรอนของแกสเฉอย แสดงวาอะตอมทมจานวนเวเลนซอเลกตรอนเปน 8 เปนสภาพทเสถยรทสด

การทอะตอมของธาตตาง ๆ รวมตวกนดวยสดสวนททาใหอะตอมมเวเลนซอเลกตรอนเทากบ 8 เรยกวา กฎออกเตต

การเกดสารประกอบระหวางอะตอมโลหะกบอโลหะ จะเกดพนธะไอออนก

พนธะไอออนก จะเปนแรงยดเหนยวทเปนแรงดงดดทางไฟฟา ทมประจตรงขามกน ซงมการใหอเลกตรอน

ระหวางอะตอมของธาตครวมพนธะ อธบายไดจากตวอยางการเกดสารประกอบโซเดยมคลอไรด (NaCl)

2. พนธะไอออนก (Ionic bond)

Na เปนโลหะ (สามารถเสยอเลกตรอนไดงาย) จงเสย e- ให Cl (กลายเปน Na+)

Na มเวเลนซอเลกตรอนเทากบ 1 จะใหอเลกตรอนแก Cl ทมเวเลนซ e- เทากบ 7

เพอให Cl มเวเลนซอเลกตรอนเทากบ 8 ตามกฎออกเตต

Na ใหอเลกตรอน จงกลายเปน Na+

Na + Cl Na+ + Cl-

(เลขอะตอม 11) (เลขอะตอม 17)

2 8 1 2 8 7

1s2 2s2 2p6 3s1 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 1s2 2s2 2p6 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

Cl เปนอโลหะ (มความสามารถในการรบอเลกตรอน) จงกลายเปน Cl-

Cl มเวเลนซอเลกตรอนเทากบ 7 รบอเลกตรอนจาก Na ทมเวเลนซ e- เทากบ 1

Cl รบอเลกตรอน จงกลายเปน Cl-

Na (เวเลนซ e- เทากบ 1) มการใชเวเลนซอเลกตรอนรวมกนกบ Cl (เวเลนซ e- เทากบ 7)

เพอใหมเวเลนซอเลกตรอนเปน 8 ตามกฏออกเตต

ดงนน Na ทาปฏกรยากบ Cl เกดการใหและรบอเลกตรอนทาใหเกดประจตางกน

ประจไฟฟาตางกน จะยดเหนยวกนดวยแรงดงดดระหวางประจ

เกดเปนพนธะไอออนก


2.2 โครงสรางของสารประกอบไอออนก

สารประกอบไอออนกทปรากฏอยในสถานะของแขง มการจดเรยงตวของไอออนบวกและไอออนลบ เกดเปน

ผลกทมโครงสรางหลากหลาย ตวอยางเชน

1) ผลกโซเดยมคลอไรด (NaCl) พบวา Na+ กบ Cl- จดเรยงสลบกนไปอยางตอเนองทงสามมต

โดยท Na+ แตละไอออนจะถกลอมรอบดวย Cl- 6 ไอออน

และ Cl- แตละไอออนจะถกลอมรอบดวย Na+ 6 ไอออน มลกษณะคลายตาขาย

2) ผลกของแคลเซยมฟลออไรด (CaF2) แตละไอออนของ Ca2+ จะถกลอมรอบดวย F- 8 ไอออน แตละไอออน

ของ F- จะถกลอมรอบดวย Ca2+ 4 ไอออน ดงรป

โครงสรางผลกของ CaF2

3) ผลกของซงคซลไฟด แตละไอออนของ Zn2+ จะถกลอมรอบดวย S2- 4 ไอออน แตละไอออนของ S2- จะถก

ลอมรอบดวย Zn2+ 4 ไอออน ดงรป

โครงสรางผลกของ ZnS

อตราสวนระหวางไอออนบวก : ไอออนลบ

เทากบ 4 : 4 หรอ 1: 1

สตรอยางงายคอ ZnS


เทากบ 4:8 หรอ 1:2 สตรอยางงายจงเปน CaF2


เทากบ 6: 6 หรอ 1:1 สตรอยางงายจงเปน NaCl


2.3 การเขยนสตรและการเรยกชอสารไอออนก

โลหะมพลงงานไอออไนเซชนตา จงเสยอเลกตรอนไดงาย กลายเปนไอออนบวก

สวนอโลหะมคาพลงงานไอออไนเซชนสง จงรบอเลกตรอน กลายเปนไอออนลบ

ตารางธาตชวยจาประจของไอออนชนดตาง ๆ ดงน

1) การเขยนสตรสารไอออนก

สตรเคม คอ สญลกษณของธาต ทอะตอมมารวมกนกลายเปนโมเลกล เรยกวา สตรเคม แบงเปน 3 ชนด ไดแก

สตรโมเลกล (molecular formulas) คอ สตรทแสดงจานวนอะตอมของธาตองคประกอบทมอยจรงใน

โมเลกลของสาร เชน คารบอนไดออกไซด มสตรโมเลกลเปน CO2 แสดงวา ประกอบดวยธาตคารบอน

อะตอม และธาตออกซเจน อะตอม

สตรเอมพรคลหรอสตรอยางงาย (empirical formulas) คอ สตรทแสดงอตราสวนอยางตาของจานวน

อะตอมของธาตทเปนองคประกอบ

เชน กลโคสมสตรโมเลกล C6H12O6 อตราสวนอยางตาของ C : H : O เทากบ : 2 : 1 กลโคสจงมสตรเอมพ

รคลเปน CH2O

สตรโครงสราง (structural formulas) คอสตรทแสดงการจดเรยงอะตอมของธาตองคประกอบทมอยจรง

ใน โมเลกล ของสารนน เชน เอทานอล (C2H5OH) มสตรโครงสรางดงน

การเขยนสตรสารประกอบไอออนกมวธดงน

การเขยนสตรเอมพรคลของสารประกอบไอออนก ตองรคาประจของแตละไอออนทมในสารประกอบนน

สารประกอบมกมสมบตเปนกลางเสมอ ดงนนตองทาใหไอออนในสารประกอบไอออนกมอตราสวนของ

ประจบวกและลบเทากน

1) เขยนไอออนบวกของโลหะหรอกลมไอออนบวกไวขางหนา ตามดวยไอออนลบของอโลหะหรอกลม

ไอออนลบ

2) ไอออนบวกและไอออนลบ จะรวมกนในอตราสวนททาใหผลรวมของประจเปนศนย ดงนนจงตองหา

ตวเลขมาคณกบจานวนประจบนไอออนบวกและไอออนลบใหมจานวนเทากน แลวใสตวเลขเหลานนไวท

มมขวาลางของแตละไอออน ซงทาไดโดยใชจานวนประจบนไอออนบวกและไอออนลบคณไขวกน

3) ถากลมไอออนบวกหรอไอออนลบมมากกวา 1 กลม ใหใสวงเลบ ( ) และใสจานวนกลมไวทมมลาง

ขวาลาง ดงตวอยาง


จงเขยนสตรของสารประกอบไอออนกตอไปน ก. Na+ กบ O2- ข. Ca2+ กบ Cl- ค. NH4+ กบ SO4

2-

ตวอยางการเขยนสตรสารประกอบไอออนก


ไอออนบวก F- S2- NO3

-

Na+ NaF Na2S NaNO3

Ba2+ BaF2 Ba2S2 Ba (NO3)2

Cr3+ CrF3 Cr2S3 Cr(NO3)3

NH4+ NH4F (NH4)2S NH4NO3

2) การเรยกชอสารไออนก

2.1) การเรยกชอไอออนบวก มหลกการดงน

ถาไอออนบวกทมเลขประจคาเดยว ไดแก ธาตหม 1A , 2A ใหเรยกชอไอออนของธาตเหลานนโดยไม

ตองใสเลขโรมนเพอกากบคาประจ ดงตาราง

ไอออนของธาตหม IA ไอออนของธาตหม 2A ไอออนของธาตอน ๆ

Na+ โซเดยมไอออน Mg2+ แมกนเซยมไอออน Al3+ อะลมเนยมไอออน

K+ โพแทสเซยมไอออน Ca2+ แคลเซยมไอออน Zn2+ ซงคไอออน

Li+ ลเทยมไออน Sr2+ สตรอนเซยมไอออน Ag2+ ซลเวอรไอออน

Cs+ ซเซยมไอออน Ba2+ แบเรยมไอออน NH4+ แอมโมเนยมไอออน

ถาไอออนบวกทมเลขประจหลายคา (เลขออกซเดชน)ไดแก ธาตโลหะแทรนซชน ใหเรยกชอไอออนบวก

กอนตามดวยเลขประจของไอออนบวก ยกเวน Ag และ Zn มเลขออกซเดชนคาเดยว ดงตาราง

ไอออนประจ 1+ ไอออนประจ 2+ ไอออนประจ 3+

Cu+ คอปเปอร (I) ไอออน Cu2+ คอปเปอร (II) ไอออน Cr3+ โครเมยม (III) ไอออน

Hg2+ เมอรควร (II) ไอออน Fe2+ ไอรออน (II) ไอออน Cr2+ โครเมยม (II) ไอออน

Hg+ เมอรควร (I) ไอออน Fe3+ ไอรออน (III) ไอออน Co3+ โคบอลต (III) ไอออน


2.2) การเรยกชอไอออนลบ มหลกการดงน

ไอออนลบทมอะตอมเดยวใหใชชอธาตนน โดยเปลยนเสยงพยางคทายเปน ไ-ด เชน

H- ไฮไดรดไอออน O2- ออกไซดไอออน Cl- คลอไรดไอออน

ไอออนลบทมออกซเจนเปนองคประกอบใหลงทายเปน ไ-ต (-ite) หรอ เ-ต (-ate) โดย

ถาไอออนลบทมจานวนประจเทากน แต มจานวนออกซเจนนอยกวา ใช ไ-ต (-ite)

หาก มจานวนออกซเจนมากกวา ใช เ-ต (-ate)

NO2- ไนไตรดไอออน NO3

- ไนเตรตไอออน

SO32- ซลไฟตไอออน SO4

2- ซลเฟตไอออน

ไอออนลบทมออกซเจนและมแฮโลเจนอยดวย (ธาตแฮโลเจน คอธาตหม 7A ไดแก F, Cl, Br, I และ At)

ถาออกซเจนลดลง 1 อะตอม จากไอออนทลงทายดวย ไ-ต ใชคานาหนาวา ไฮโป- (hypo-)

ถาออกซเจนเพมขน 1 อะตอม จากไอออนทลงทายดวย เ-ต ใชคานาหนาวา เปอร – (Per - )

ClO2- คลอไรตไอออน O ลด ClO- ไฮโปคลอไรตไอออน

ClO3- คลอเรตไอออน O เพม ClO4

- เปอรคลอเรตไอออน

ไอออนลบทมออกซเจน เมอเตม H+ จะเตมคาวา ไฮโดรเจน- หรอ ไดไฮโดรเจน- ตามความเหมาะสม

CO32- คารบอเนตไอออน HCO3

- ไฮโดรเจนคารบอเนตไอออน

PO43- ฟอสเฟตไอออน H2PO4

3- ไดไฮโดรเจนฟอสเฟตไอออน

ขอสงเกต เมอเตม H เขาไป จะทาใหประจในไอออนลบ ลดลง 1 เสมอ

ตารางการเรยกชอไอออนลบ

ไอออน ชอไอออน ไอออน ชอไอออน

H- ไฮไดรดไอออน O2- ออกไซดไอออน

Cl- คลอไรดไอออน S2- ซลไฟดไอออน

Br- โบรไมดไอออน HPO42- ไฮโดรเจนฟอสเฟต

I- ไอโอไดดไอออน PO43- ฟอสเฟตไอออน

OH- ไฮดรอกไซดไอออน SO42- ซลเฟตไอออน

NO2- ไนไตรตไอออน CN- ไซยาไนดไอออน

NO3- ไนเตรตไอออน SCN- ไธโอไซยาไนด

HSO4- ไฮโดรเจนซลเฟตไอออน S2O3

2- ไธโอซลเฟตไอออน

2.3) การเรยกชอสารประกอบไอออนก

อานชอโลหะทเปนไอออนบวกกอน ตามดวยชออโลหะทเปนไอออนลบและเปลยนเสยงพยางคทายเปน ไ-ด (ide)

ตารางแสดงการเรยกชอสารประกอบไอออนกบางชนด

สารประกอบไอออนก ชอ สารประกอบไอออนก ชอ

NaCl โซเดยมคลอไรด CuS คอปเปอร (I) ซลไฟต

KBr โพแทสเซยมโบรไมด FeCl2 ไอรออน (II) คลอไรด

CaI2 แคลเซยมไอโอไดด FeCl3 ไอรออน (III) คลอไรด

CaCl2 แคลเซยมคลอไรด NaNO2 โซเดยมไนไตรต


ตารางแสดงการเรยกชอสารประกอบไอออนกบางชนด (ตอ)

สารประกอบไอออนก ชอ สารประกอบไอออนก ชอ

CuO คอปเปอร (II) ออกไซด NaNO3 โซเดยมไนเตรต

Cu2O คอปเปอร (I) ออกไซด NaHCO3 โซเดยมไฮโดรเจนคารบอเนต

Ba3(PO4)2 แบเรยมฟอสเฟต ZnS ซงคซลไฟต

NH4Cl แอมโมเนยมคลอไรด Al2(SO4)3 อะลมเนยมซลเฟต

CuCO3 คอปเปอรคารบอเนต Al(OH)3 อะลมเนยมไฮดรอกไซด

แบบฝกหดเรอง การเขยนสตรและการเรยกชอสารประกอบไอออนก

1. จงเขยนสตรสารประกอบไอออนกทเกดจากการรวมตวระหวางไอออนบวกและไอออนลบทกาหนดใหตอไปน


ไอออนบวก F- S2- NO3

- SO42- PO43-

Na+

Ba2+

Al3+

Ag+

Cu+

Cu2+

Cr3+

NH4+

2. จงเขยนสตรของสารประกอบไอออนกทเกดการรวมตวระหวางธาตตอไปน (ดคาประจจากตารางธาต)

2.1) โพแทสเซยมกบคลอรน

K+ + Cl- KCl

2.2) อะลมเนยมกบไฮโดรเจน

Al3+ + H+ AlH3

2.3) แคลเซยมกบไอโอดน

2.4) สทรอนเซยมกบออกซเจน (Sr กบ O)

2.5) ซเซยมกบกามะถน (Cs กบ S)


3. จงเขยนสตรของสารประกอบไอออนกตอไปน

ตวอยาง 1 คอปเปอร (I) ออกไซด

เกดจาก Cu+ + O2- Cu2O

ตวอยาง 2 ไอรออน (III) คลอไรด

เกดจาก Fe3+ + Cl - FeCl3

3.1) เลด (II) ไนเตรต

3.2) อะลมเนยมคารบอเนต

3.3) แคลเซยมฟอสเฟต

3.4) โครเมยม (III) คลอไรด

4. จงเรยกชอสารประกอบไอออนกตอไปน

ตวอยาง 1 Cu2O (Cu เปนโลหะแทรนซชน มเลขออกซชนหลายคา)

เรยกชอวา คอปเปอร (I) ออกไซด (เพราะ Cu2O Cu+ + O2- ดงนน Cu นมประจ +1)

ตวอยาง 2 FeCl2 (Fe เปนโลหะแทรนซชน มเลขออกซชนหลายคา)

เรยกชอวา ไอรออน (II) คลอไรด (เพราะ FeCl2 Fe2+ + Cl- ดงนน Fe นมประจ +2)

4.1) CuCO3

4.2) NH4CN

4.3) BaSO4

4.4) Na2HPO4

4.5) Fe2O3

4.6) Ag (NO3)

4.7) CoCl2


2.4 พลงงานกบการเกดสารประกอบไอออนก

การเกดปฏกรยาเคมจะมการเปลยนแปลงพลงงานเกดขนดวย

การศกษาการเปลยนแปลงพลงงานในการเกดสารประกอบไอออนก สามารถพจารณาจากวฏจกรบอรน –ฮาร

เบอร ซงพฒนาโดย แมกซ บอรน และฟรตซ ฮารเบอร โดยการตงสมมตฐานวา การเกดสารประกอบไอออนกช

นดหนง ๆ มหลายขนตอน ในแตละขนตอนมการเปลยนแปลงพลงงานเกดขนดวย

เราสามารถพจารณาจากการเกดโซเดยมคลอไรด (NaCl) จากปฏกรยาระหวางโลหะโซเดยม กบแกสคลอรน ซง

มขนตอนดงตอไปน

ขน 1 การระเหดของ Na (ของแขง เปน แกส)

ดดพลงงาน 107 kJ/mol (∆ = +107 kJ/mol)

เรยก พลงงานการระเหด

Na (s) + 107kJ /mol Na (g)

ขน 2 การสลายพนธะของแกสคลอรน (Cl2)


เรยก พลงงานการสลายพนธะ

½ Cl2 + 107kJ /mol Cl (g)

ขน 3 การแตกตวเปนไอออนของโซเดยม ( Na+)


เรยก พลงงานไอออไนเซชน

Na (g) + 496 kJ/mol Na+(g) + e-

ขน 4 การเกดคลอไรดไอออน ( Cl-)

คายพลงงาน 349 kJ/mol (∆ = -349 kJ/mol)

เรยก สมพรรคภาพอเลกตรอน

Cl (g) + e- Cl- (g) + 349 kJ/mol

ขน 5 การเกดโซเดยมคลอไรด (NaCl)

คายพลงงาน 787 kJ/mol (∆ = -787 kJ/mol)

เรยก พลงงานโครงผลก (พลงงานแลตทซ)

Na+ (g) + Cl- (g) NaCl (s)

สมการรวมของปฏกรยาการเกดโซเดยมคลอไรด

Na (s) + ½ Cl2 NaCl (s)

พลงงานทงหมดของปฏกรยา = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3 + ∆H4 + ∆H5

∆Hf = 107 kJ/mol + 122 kJ/mol +496 kJ/mol + (- 349) kJ/mol + (-787) kJ/mol

∆Hf = -411 kJ/mol

ดงนนปฏกรยาการเกดโซเดยมคลอไรด เปนปฏกรยาคายพลงงาน (∆Hf เปนลบ)


แผนภาพแสดงการเปลยนแปลงพลงงานในการเกดโซเดยมคลอไรด 1 โมล

2.5 สมบตของสารประกอบไอออนก

1) สารประกอบไอออนกมความแขง แตเปราะ เพราะสารประกอบไอออนกประกอบดวยไอออนบวกกบไอออนลบ

เมอทบผลกสารประกอบไอออนกจะเกดการเลอนไถลของไอออนไปตามระนาบผลก เปนผลใหไอออนชนดเดยวกนเลอนไปอย

ตรงกน เกดแรงผลกระหวางไอออน ทาใหผลกแตกออก เราจงสงเกตไดวา สารประกอบไอออนกเปราะ แตกหกงาย

2) นาไฟฟาเมอหลอมเหลว หรอ ละลายนา สภาวะปกตสารประกอบไอออนกจะเปนของแขง ไมนาไฟฟา แตจะนา

ไฟฟาไดเมออยในสภาวะหลอมเหลว หรอเมอละลายนา ทงนเพราะในขณะทเปนโครงผลกของแขง ไอออนตางๆ ทมประจตรงกน

ขามจะยดเหนยวซงกนและกน ทาใหไมมไอออนอสระทจะเคลอนทเพอนาไฟฟา แตเมอหลอมเหลวโครงผลกจะเสยไป ทาให

ไอออนสามารถเคลอนทได จงสามารถนาไฟฟาได ในทานองเดยวกนเมอละลายนาจะแตกตวออกเปนไอออนจงสามารถนาไฟฟา

ได การทนาไฟฟาไดเมอหลอมเหลว จดวาเปนสมบตเฉพาะตวของสารประกอบไอออนก

3) มหลอมเหลวและจดเดอดสงมาก เนองจากพนธะไอออนกยดเหนยวกนดวยไอออนทมประจไฟฟาตางชนดกน

ซงเปนพนธะทแขงแรงมาก รวมทงไอออนเหลานจะยดเหนยวซงกนและกนแบบตอเนอง เปนโครงผลก การทจะทาใหเปลยน

สถานะจากของแขงเปนของเหลวหรอจากของเหลวกลายเปนไอ จงตองใชพลงงานในการทาลายโครงผลกทแขงแรงมาก จดเดอด

และจดหลอมเหลวจงสง ตางกบสารประกอบโคเวเลนตทสวนมาก มจดหลอมเหลวและจดเดอดตา เพราะมแรงยดเหนยวระหวาง

โมเลกลนอยกวา

4) มความดนไอตา เนองจากในผลกไอออนกมแรงยดเหนยวระหวางไอออนมาก ทาใหระเหยยาก

5) ละลายไดดในตวทาละลายทมขว เชน นา แตไมละลายหรอละลายไดนอยมากในตวทาละลายทไมมขว

เชน เบนซน โทลอน คารบอนเตตระคลอไรด

6) ไมมสตรโมเลกล สารประกอบไอออนกมแตสตรอยางงาย ไมมสตรโมเลกล

7) โดยทวๆไปเกดปฏกรยาไดเรว โดยเฉพาะในสารละลายหรอในสภาวะกาซ


8) มสภาพการละลายนาตางกน การละลายของสารเปนการกระจายของตวละลายเขาไปอยระหวางอนภาคของตว

ทาละลาย ขณะทสารเกดการละลาย แรงยดเหนยวระหวางอนภาคในตวละลายและตวทาละลายจะถกทาลาย ขณะเดยวกน กมสราง

แรงยดเหนยวระหวางอนภาคของตวทาละลายกบอนภาคตวละลาย

การละลายในนาของสารประกอบไอออนกประกอบดวย 2 ขนตอน

1) โมเลกลของนาดงดดไอออนบวกและไอออนลบของสารประกอบไอออนกใหหลดออกจากโครงผลก ตอง

ดดกลนพลงงานเขาไป เรยกวา พลงงานแลตทช

2) เมอไอออนบวกและไอออนลบ ทหลดออกจากโครงผลก ถกลอมรอบดวยโมเลกลของนา (ละลาย) จะคาย

พลงงานออกมา และเรยกพลงงานทคายออกมาในขนนวา พลงงานไฮเดรชน

เมอไอออนทผวหนาหลดออกไปรวมกบนา ไอออนทอยถดไป จะเกดการละลายตอเนองกน จนสารประกอบ

ไอออนกนนละลายหมด ดงรป

การเปลยนแปลงพลงงานในการละลายของสารไอออนก ขนอยกบพลงงานแลตทซ และพลงงานไฮเดรชน

ได

โมเลกลของนาดงดดไอออนบวกและไอออนลบ

ของสารประกอบไอออนกใหหลดออกจากโครงผลก

ตองดดกลนพลงงานเขาไป เรยกวา พลงงานแลตทช

ไอออนบวกและไอออนลบ ทหลดออกจากโครงผลก ถก

ลอมรอบดวยโมเลกลของนา (ละลาย)

คายพลงงานออกมา เรยกวา พลงงานไฮเดรชน

ถา พลงงานแลตทช (ดด) > พลงงานไฮเดรชน (คาย)

พลงงานการละลายเปนบวก (ดดพลงงาน)

อณหภมสารละลาย…ตากวา…นา

(ดดพลงงานไปใชในการละลายทาใหสารละลายม T ตา)

ถาพลงงานแลตทช (ดด) > พลงงานไฮเดรชน (คาย) มากๆ

สารประกอบไอออนกนนจะไมละลายนา

เพราะไอออนบวกและไอออนลบยดเหนยวดวยแรงสง

มากจนโมเลกลของนาไมสามารถแยกไอออนทงสองออก

จากกนได

ถา พลงงานไฮเดรชน (คาย) > พลงงานแลตทช (ดด)

พลงงานการละลายเปนลบ (คายพลงงาน)

อณหภมสารละลาย …สงกวา…นา

(คายพลงงานออกมาทาใหสารละลายม T สง)


ขอมลเกยวกบสภาพการละลายของสาร

การละลายเปนสมบตเฉพาะตวอยางหนงของสาร ขนอยกบโครงสรางและสวนประกอบของสารนน ๆ

ความสามารถของสารทจะละลายในสารอนจนเปนสารละลายอมตว เรยกวา สภาพละลายได ของสารนน เนองจากสารละลาย

สวนมากมนาเปนตวทาละลาย ในทนสภาพละลายได หมายถง การละลายของสารในนา

โดยทวไปผลตภณฑของปฏกรยา มกเกดจากการรวมตวของไอออนบวกและไอออนลบของสารตงตน ดงนน ถา

เราทราบสภาพละลายไดของผลตภณฑกอาจทานายไดวา เมอเกดปฏกรยาเคมนน จะมตะกอนเกดขนหรอไม การบอกสภาพละลาย

ไดโดยมากมกจะบอกอยางหยาบ ๆ ซงม 3 ระดบดวยกน คอ

ละลายไดด หมายถง ละลายไดมากกวา 1 กรม ในนา 100 กรม

ละลายไดเลกนอยหรอละลายไดบางสวน หมายถง ละลายไดมากกวา 0.1 กรม แตไมเกน 1 กรมในนา 100 กรม

ไมละลาย หมายถง ละลายไดนอยกวา 0.1 กรมในนา 100 กรม

2.6 ปฏกรยาของสารประกอบไอออนก

เมอนาสารละลายไอออนกคใดคหนงมาผสมกน แลวเกดตะกอนขน แสดงวาเกดปฏกรยาขน

ในการเกดปฏกรยาในนามกจะมการแลกเปลยนไอออนบวกและไอออนลบซงกนและกน เขยนสมการทวไปดงน

AX + BY AY + BX

ตวอยาง การผสมสารละลายแคลเซยมไฮดรอกไซดและโซเดยมคารบอเนต ไดตะกอนสขาวของแคลเซยม

คารบอเนต

Ca (OH)2 (aq) + Na2 CO3 (aq) CaCO3 (s) + 2NaOH (aq)

ตะกอนสขาว

Ca2+ + 2OH- 2Na+ + CO32-

2Na+ + 2OH-

เมอละลายนาแลวแตกตวไดสมบรณ สามารถเขยนสมการไดดงน

Ca2+ (aq) + 2OH- (aq) + 2Na+ (aq) + CO32-(aq) CaCO3 (s) + 2Na+(aq) + 2OH-(aq)

สมการทแสดงไอออนอสระของสารประกอบไอออนกในสารละลายครบทกชนดเชนน เรยกวา สมการไอออนก

สามารถตด OH- กบ Na+ ทปรากฏทงสองดานได ดงน

Ca2+ (aq) + 2OH- (aq) + 2Na+ (aq) + CO32-(aq) CaCO3 (s) + 2Na+(aq) + 2OH-(aq)

สมการไอออนก จงเขยนไดดงน

Ca2+ (aq) + CO32-(aq) CaCO3 (s)

ดงนนสมการไอออนกสทธ จะเปนสมการทเขยนเฉพาะไอออนและโมเลกลทเกยวของในปฏกรยาเทานน โดย

ผลรวมประจทางซายและทางขวาของสมการตองดลกนพอด

ละลายนาและสามารถแตกตวไดสมบรณ ละลายนาและ

สามารถแตกตว ไดสมบรณ


สรปสมการไอออนกจะเกดได 3 ลกษณะดงน

1) เกดผลตภณฑทไมละลายนา เรยกวา การตกตะกอน เชน

Pb (NO3)2 (aq) + NaI (aq) PbI2 (aq) + 2NaNO3 (aq)

ตะกอนไมละลายนา

แตกตวเปนไอออนในสารละลาย

Pb2+ (aq) + 2NO3- (aq) + 2Na+ (aq) + 2I- (aq) PbI2 (s) + 2Na+ (aq) + 2NO3

- (aq)

สมการไอออนกสทธ คอ

Pb2+ (aq) + 2I- (aq) PbI2 (s) (ตะกอนไมละลายนา)

2) กรดทาปฏกรยากบเบส เชน

HCl (aq) + NaOH (aq) NaCl (aq) + H2O (l)

กรด เบส

แตกตวเปนไอออนในสารละลาย

H+ (aq) + Cl- (aq) + Na+ (aq) + OH- (aq) H2O (l) + Cl- (aq) + Na+ (aq)

สมการไอออนกสทธ

H+ (aq) + OH- (aq) H2O (l)

3) การเกดแกสทหลดออกจากสารละลาย เชน

HCl (aq) + NaHCO3 (aq) NaCl (aq) + H2CO3 (aq)

กรดคารบอนก ไมเสถยร

เมออยในนาทมความเขมขนพอเหมาะคาหนง

จะสลายตวใหแกส CO2 ลอยออกจากสารละลาย

การสลายตวใหแกส CO2 ดงสมการ

H2CO3 (aq) H2O (l) + CO2 (g)

สมการไอออนกสทธ

H+ (aq) + HCO3- (aq) H2O (l) + CO2 (g)


3.1 การเกดพนธะโลหะ

เปนพนธะทเกดในอะตอมของโลหะกบโลหะ

เกดจากใชเวเลนซอเลกตรอนรวมกนทวทงกอนโลหะ หรออาจกลาวไดวา เกดจากแรงยดเหนยวระหวางไอออน

บวกทเรยงชดกน (นวเคลยส) กบไอออนลบทวงอยโดยรอบอะตอม

กลาวคอ

พนธะโลหะแขงแรง > พนธะไอออนก > พนธะโคเวเลนต

ความแขงแรงของพนธะโลหะขนอยกบจานวนเวเลนซอเลกตรอน และประจของไอออนบวกของโลหะ

แสดงไดดวยแบบจาลองทะเล ดงรป

แบบจาลองทะเลอเลกตรอนในโลหะ

3.2 สมบตของสารประกอบโลหะ

นาไฟฟาไดด เพราะอเลกตรอน (เวเลนซอเลกตรอน) เคลอนทไดอยางอสระทวทงกอน

นาความรอนไดด เพราะเมอใหความรอนแกโลหะ เวเลนซอเลกตรอนจะมพลงงานสงขน จงเคลอนทไดเรวขน

เมอเกดการชนกน จะเกดการถายโอนพลงงานบางสวนใหแกกน และถายโอนตอเนองกนทวทงกอนโลหะ

จดเดอด จดหลอมเหลวสง เพราะเวเลนซอเลกตรอนยดเหนยวกบอะตอมทงหมดไวดวยกน การเดอดหรอการ

หลอมเหลวจงตองใชพลงงานสง

ผวมนวาว เพราะอเลกตรอนเคลอนทไดอยางอสระ เมอกระทบแสง อเลกตรอนเหลานนจะรบและปลอยคลน

แสงออกมา

เคาะแลวมเสยงดงกงวาน

รดเปนแผนบาง ๆ ได เพราะอะตอมโลหะเปนการผลกใหชนของอะตอมของโลหะเลอนไถลออกไปจาก

ตาแหนงเดม ทาใหแผนโลหะยาวออกไปและบางลง แตละอะตอมของโลหะในตาแหนงใหมไมหลดออกจาก

กน เพราะมกลมเวเลนซอเลกตรอนยดอนภาคเหลานนไว ดงรป

3. พนธะโลหะ (Meta l bond)

อะตอมของโลหะมคา IE ตา จงเสยเวเลนซอเลกตรอนไดงาย แลวกลายเปนไอออนบวก

เวเลนซอเลกตรอนทหลดอออก จะเคลอนทอสระไปทวทงกอนโลหะ

เกดแรงยดเหนยวระหวางไอออนบวกกบเวเลนซอเลกตรอนทเปนอสระน เรยกวา พนธะโลหะ


บทที่ 2 พันธะเคมี

Education

Transcript of บทที่ 2 พันธะเคมี