ม.4 พันธะโคเวเลนต์

พนั ธะโคเวเลนต์

พนั ธะโคเวเลนต์ (Covalent bond) คือ พันธะในสารประกอบทีเ่ กิดข้นึ
ระหว่างอะตอมอโลหะกบั อโลหะ ซึง่ มคี ่าอเิ ล็กโตรเนกาตวิ ติ ใี กลเ้ คยี งกนั หรอื เทา่ กัน

แตล่ ะอะตอมต่างมีความสามารถทจ่ี ะดึงอเิ ลก็ ตรอนไว้กบั ตวั อิเล็กตรอนครู่ ่วม
พันธะจึงไมไ่ ด้อยู่ ณ อะตอมใดอะตอมหน่ึงแลว้ เกิดเปน็ ประจเุ หมือนพนั ธะไอออนกิ

แตเ่ หมือนการใช้อเิ ลก็ ตรอนรว่ มกนั ระหวา่ งอะตอมคู่รว่ มพันธะนั้น ๆ และมี
จานวนอิเล็กตรอนอย่รู อบๆ แต่ละอะตอมเป็นไปตามกฎออกเตต

สารโคเวเลนต์ (Covalent compound) คือ สารทอี่ ะตอมยึดเหนีย่ วกนั ด้วยพนั ธะโคเวเลนต์

พนั ธะโคเวเลนตแ์ บ่งเป็น 3 ชนดิ
1. พันธะเด่ยี ว (Single bond ) เกิดจากการใชอ้ เิ ล็กตรอนร่วมกนั 1 คู่ เชน่ F2 Cl2 CH4 เปน็ ต้น

แก๊สคลอรีนเกดิ จากการใช้อิเลก็ ตรอนรว่ มกนั 1 คู่ เกดิ เปน็ พนั ธะโคเวเลนต์ชนิดพันธะเดย่ี ว อเิ ลก็ ตรอนคูท่ ใ่ี ช้
ร่วมกันนีเ้ รียกว่า อิเลก็ ตรอนครู่ ว่ มพนั ธะ (bond pair electrons) สว่ นอเิ ลก็ ตรอนทไี่ มไ่ ด้เกิดพนั ธะ เรยี กว่า
อเิ ล็กตรอนค่โู ดดเดีย่ ว (lone pair electrons)

2. พนั ธะคู่ ( Doublet bond ) เกดิ จากการใช้อิเลก็ ตรอนรว่ มกนั ของธาตุ 2 คู่
เชน่ O2 CO2 C2H4 เป็นตน้

3. พนั ธะสาม ( Triple bond ) เกดิ จากการใช้อิเล็กตรอนรว่ มกนั 3 คู่
เช่น N2 C2H2 เป็นตน้

สตู รโครงสร้าง

สตู รท่ีแสดงให้ทราบว่า 1 โมเลกลุ ของสารประกอบดว้ ยธาตุใดบ้าง อย่างละกี่อะตอม และอะตอมของธาตุเหล่านั้น
มกี ารจดั เรยี งตวั หรอื เกาะเก่ียวกันด้วยพนั ธะอยา่ งไร ซ่ึงแบบเปน็ 3 แบบคือ

1. สูตรโครงสร้างแบบจุด คือ สูตรโครงสร้างท่ีแสดงถึงการจัดอิเล็กตรอนวงนอกสุดให้ครบ
ออกเตตในสารประกอบน้นั โดยใชจ้ ดุ ( . ) แทนอิเลก็ ตรอน 1 ตวั

2. สูตรโครงสร้างแบบเส้น คือ สูตรโครงสร้างท่ีแสดงถึงพันธะเคมีในสารประกอบนั้นว่าพันธะ
ใดบ้าง โดยใชเ้ ส้น ( - ) แทนพันธะเคมี เส้น 1 เสน้ แทนอิเล็กตรอนท่ีใชร้ ว่ มกัน1 คู่

3. สูตรแบบลิวอิส คือ การผสมผสานสูตรแบบจุดและสูตรแบบเส้น คือ แสดงอิเล็กตรอนคู่ร่วม
พันธะเป็นเสน้ และแสดงอเิ ลก็ ตรอนทเี่ หลือจากการเข้าทาพนั ธะ เปน็ จุด

โครงสร้างลิวอิส คือ การผสมผสานสูตรแบบจุดและสูตรแบบเส้น คือ แสดงอิเล็กตรอนคู่ร่วม
พนั ธะเปน็ เส้น และแสดงอเิ ลก็ ตรอนท่ีเหลือจากการเขา้ ทาพันธะเปน็ จดุ

ตวั อย่าง

(Cl2)
(O2)
(N2)

(CO2)
(C2H2)

(NH3)

ดังนัน้ 1. โมเลกลุ จะประกอบด้วยอะตอมมากกวา่ 2 อะตอม
2. อะตอมกลางจะเป็นธาตุทีต่ อ้ งการอิเล็กตรอนมากทสี่ ดุ เพ่อื ใหเ้ ปน็ ไปตามกฏออกเตต
3. กรณีธาตตุ ้องการอิเลก็ ตรอนเท่ากัน ธาตทุ ่มี ีคา่ EN ต่าทีส่ ุดจะเป็นอะตอมกลาง

พันธะโคเวเลนซ์เกดิ จากการใชอ้ ิเล็กตรอนร่วมกนั ถ้าอเิ ลก็ ตรอนนน้ั มาจากอะตอมใดอะตอม
หนงึ่ เรยี กว่า พันธะโคออรด์ ิเนตโคเวเลนต์ (coordinate covalent bonds) เช่น NH3 กบั H+

พันธะโคเวเลนต์ในสารบางชนดิ ไม่เป็นไปตามกฏออกเตต
เช่น BF3 อะตอมกลางมีเพยี ง 6 อิเล็กตรอนซ่ึงไมค่ รบออกเตต และ PCl5 อะตอมกลางมี 10
อเิ ลก็ ตรอนซ่ึงเกนิ ออกเตต เปน็ ต้น

สูตรโมเลกลุ และชื่อ
ของสารโคเวเลนต์

สตู รโมเลกุล

1. เขยี นสญั ลกั ษณข์ องธาตุทเ่ี ปน็ องค์ประกอบเรียงตามลาดบั ของธาตุ และคา่ อิเล็กโทรเนกาติวิตี
ตามหลกั สากล ดังนี้ คอื B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F ตามลาดบั

2. ในสารประกอบโคเวเลนต์ ถ้าอะตอมของธาตุมีจานวนอะตอมมากกวา่ หนึง่ ใหเ้ ขยี นจานวนอะตอม
ดว้ ยตวั เลขแสดงไวม้ ุมล่างทางขวา ในกรณที ่ีธาตุในสารประกอบนน้ั มเี พียงอะตอมเดียวไมต่ อ้ งเขียนตวั เลข
แสดงจานวนอะตอม

การเรยี กช่อื สารประกอบโคเวเลนต์ (Names of Covalent Compounds)

1. อ่านตัวห้อยท้ายก่อนแลว้ จึงอ่านชือ่ ธาตุ
2. อ่านชื่อธาตทุ ีอ่ ยู่ดา้ นหน้าตามด้วยธาตุทีอ่ ยู่ด้านหลงั โดยเปล่ยี นเสยี งพยางคท์ ้ายเปน็ ไ-ด์ (ide)
3. ถ้าธาตุแรกมีอะตอมเดียว ไม่ต้องอ่านระบุจานวนอะตอมของธาตุน้ัน แต่ถ้าธาตุหลังมีเพียงหน่ึง
อะตอมกต็ ้องระบุจานวนอะตอมด้วยเสมอ ดว้ ยเลขจานวนในภาษากรกี ไดแ้ ก่

จานวน 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
อะตอม mono- di- tri- tetra- penta- hexa- hepta- octa- nona- deca-
คาระบุ
จานวน

ตวั อยา่ งการอา่ นชื่อ

CO2 อ่านวา่ คารบ์ อนไดออกไซด์
CO อา่ นว่า คารบ์ อนมอนออกไซด์
โบรอนไตรฟลอู อไรด์
BF3 อา่ นว่า ไดไนโตรเจนมอนอกไซด์
N2O อ่านว่า ไดไนโตรเจนเพนตอกไซด์
N2O5 อา่ นวา่ เตตระฟอสฟอรัสเดคะออกไซด์
P4O10 อา่ นวา่ ออกซเิ จนไดฟลอู อไรด์
OF2 อา่ นว่า คารบ์ อนเตตระคลอไรด์
CCl4 อา่ นวา่

ความยาวพันธะและพลังงานพนั ธะของสารโคเวเลนต์

กราฟการเปลย่ี นแปลงพลังงาน
ในการเกดิ โมเลกุลแก๊สไฮโดรเจน

ความยาวพนั ธะ (Bond lengths) คือ ระยะทางระหวา่ งนวิ เคลียสทาให้พลังงานศกั ยร์ วมตา่ ท่ีสดุ

รปู ร่างโมเลกลุ โคเวเลนต์

ถา้ โมเลกุลประกอบด้วยอะตอมเพียง 2 อะตอม จะมีรูปรา่ งเป็นเส้นตรง (Linear)
เสมอ เชน่ H2 F2 Cl2 Br2 I2 N2 O2 HCl HBr HI

... แตถ่ ้าโมเลกุลประกอบดว้ ยอะตอมมากกว่า 2 อะตอม รูปทรงเรขาคณติ ของโมเลกุล
จะเปน็ ไปไดห้ ลายแบบ

ทฤษฎกี ารผลกั ของคอู่ ิเล็กตรอน (Valence Shell Electron Pair Repulsion , VSEPR)

อเิ ล็กตรอนรอบอะตอมกลาง ทง้ั อเิ ลก็ ตรอนท่ีสรา้ งพันธะและอเิ ลก็ ตรอนค่โู ดดเดย่ี ว จะมีแรง
ผลกั ซึง่ กนั และกนั ทาใหอ้ ยหู่ ่างกนั ท่ีสดุ เท่าทจี่ ะทาได้ ทาใหม้ มี มุ ระหวา่ งพนั ธะท่ีเหมาะสม จึงเกิดเป็น
รูปทรงเรขาคณติ แบบต่าง ๆ ข้นึ มาได้

lone pair e > lone pair e- > bond pair e-
กบั lone pair e- กบั bond pair e- กับ bond pair e-

พจิ ารณปู รา่ งโมเลกุลจากสตู ร

ABXEy

ตวั อักษรในสตู รมีความหมายดงั น้ี
A = อะตอมกลางของโมเลกุล
B = จานวนพนั ธะรอบอะตอมกลาง (พนั ธะเดี่ยว พนั ธะคู่ พันธะสาม นบั เป็น 1 พันธะเหมอื นกนั )
หรอื อะตอมลอ้ มรอบ จานวน x อะตอม
E = จานวนอเิ ล็กตรอนคโู่ ดดเด่ยี วของอะตอมกลาง (นบั เปน็ คู่ ๆ) จานวน y คู่

สาร NCl3 ทีม่ โี ครงสรา้ งโมเลกลุ ดงั น้ี

เมือ่ แสดง VSEPR ดว้ ยสูตร ABXEy ความหมายของตวั อักษรแตล่ ะตวั จะเปน็ ดังน้ี
A หมายถงึ อะตอมกลางของโมเลกุล กรณีของตัวอยา่ งนี้ หมายถึง N
B หมายถงึ จานวนพนั ธะรอบอะตอมกลาง กรณนี คี้ อื 3 พนั ธะ
E หมายถึง จานวนอิเล็กตรอนคโู่ ดดเดี่ยวรอบอะตอมกลาง กรณีนี้คอื 1 คู่
สญั ลักษณ์ VSEPR ของสารนีค้ ือ AB3E1

(ABXEy) (linear) HF, O2, -
AB H2,N2,Cl2
AB2 (linear) BeCl2, HgCl2, 109.5˚
AB3
( trigonal CO2
AB2E1 planar)
BF3, CO32 ,
AB4 (bent) NO3 , SO3

NO2 , SO2, O3

(tetrahedral) CH4, PO43 ,
SO42 ,

ClO4 CO32-

(ABXEy) (trigonal NH3, PCl3
AB3E1 pyramid) H2O, OF2

AB2E2 (bent)

AB5 (trigonal PCl5
AB4E1 bipyramid) SF4
AB3E2
AB2E3 (see saw)

ClF3, BrF3

(T-shape)

XeF2, I3

(linear)

สารโคเวเลนต์โครงร่างตาข่าย (covalent network) คือ สารที่มีพันธะโคเวเลนต์เช่ือมต่อกันเป็นโครง
ร่างตาข่าย โดยสารโคเวเลนตโ์ ครงร่างตาขา่ ยจะมโี ครงสร้างต่างกนั ทาใหส้ ารบางชนิดมีหลายอญั รูป (allotrope)
เช่น เพชร แกรไฟต์ เป็นอัญรูปของคาร์บอนท่ีมีโครงสร้างและสมบัติต่างกัน โดยเพชรมีโครงสร้างเป็นทรงส่ีหน้า
เช่ือมต่อกันใน 3 มิติ มีสมบัติไม่นาไฟฟ้า แต่แกรไฟต์มีโครงสร้างเป็นวงหกเหล่ียมเช่ือมต่อกันใน2 มิติเป็นชั้น ๆ มี
สมบตั ินาไฟฟ้าได้