หน่วยการเรียนรู้ที่ 3
พพัันนธธะะเเคคมมีี
วิชาเคมี 1 ว31221 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4
จุฑารัตน์ โปดวง เลขที่13
ณัฐกมล วิเชียรทอง เลขที่15
มาติกา จินตุลารักษ์ เลขที่26
ปิ่นมุก หมัดหลี เลขที่27
อาจารี สุนันต๊ะ เลขที่37
คำนำ
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์เล่มนี้ จัดทำขึ้นเพื่อเป็นส่วนหนึ่งของรายวิชาเคมี
(ว31221) นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนนวมินทราชูทิศ ทักษิณ เพื่อศึกษา
หาความรู้ในเรื่องพันธะเคมี โดยเนื้อหาประกอบไปด้วย พันธะไอออนิก การเขียน-
สูตรของสารประกอบไอออนิก การอ่านชื่อสารประกอบไอออนิก สมการไอออนิก-
พันธะโคเวเลนต์ การเขียนสูตรเคมีแสดงพันธะโคเวเลนต์ การเขียนสูตรโครงสร้าง-
พันธะโคเวเลนต์ การเรียกชื่อสารประกอบโคเวเลนต์ กรดออกซี พันธะโคออร์ดิเนต-
โคเวเลนต์ กฎออกเดต พลังงานพันธะ การนับจำนวนพันธะ อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ
อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว รูปร่างโมเลกุล การเปรียบเทียบ-มุมพันธะ และสภาพขั้วของ
โมเลกุล
คณะผู้จัดทำหวังเป็นอย่างยิ่งว่าหนังสืออิเล็กทรอนิกส์เล่มนี้ จะเป็นประโยชน์
แก่ผู้อ่านที่กำลังศึกษาหาข้อมูลในเรื่องนี้ คณะผู้จัดทำขอขอบคุณคุณครูทวีศักดิ์ ยังรอด
ผู้ให้ความรู้และแนวทางการศึกษาแก่ผู้จัดทำ หากมีข้อผิดพลาดประการใด คณะผู้จัดทำ
ขอน้อมรับไว้ และขออภัยมา ณ ที่นี้
คณะผู้จัดทำ
สารบัญ หน้า
เรื่อง ก
ข
คำนำ
สารบัญ 1
พันธะไอออนิก 1
2
การเขียนสูตรของสารประกอบไอออนิก
การอ่านชื่อสารประกอบไอออนิก 4
สมการไอออนิก 5
พันธะโคเวเลนต์ 6
การเขียนสูตรเคมีแสดงพันธะโคเวเลนต์ 7
การเขียนสูตรโครงสร้างพันธะโคเวเลนต์ 8
การเรียกชื่อสารประกอบโคเวเลนต์ 9
กรดออกซี 9
พันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์ 10
กฎออกเดต 11
พลังงานพันธะ 12
การนับจำนวนพันธะ 13
อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ 14
อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว 15
รูปร่างโมเลกุล
การเปรียบเทียบมุมพันธะ
สภาพขั้วของโมเลกุล
1
พันธะไอออนิก
การเขียนสูตรของสารประกอบไอออนิก มีหลักเกณฑ์ดังนี้
1. แสดงประจุบวก + ของโลหะหรือกลุ่มของประจุบวก
ที่มีอยู่ในสูตรก่อน จากนั้นตามด้วยประจุลบของอโลหะหรือกลุ่มของประจุลบ -
ยกเว้น ในกรณีที่เป็นสารประกอบไอออนิกนั้นเป็นเกลือของกรดอินทรีย์
2. เมื่อรวมประจุบวกกับประจุลบเข้าด้วยกันต้องมีค่าเท่ากับศูนย์
3. ถ้ามีประจุบวก + หรือประจุลบ - มากกว่า กลุ่มให้ใส่วงเล็บและ
บรรจุจำนวนกลุ่มไว้ทางมุมล่างด้านขวามือ
การอ่านชื่อสารประกอบไอออนิก
กรณีเป็นสารประกอบธาตุคู่ กรณีเป็นสารประกอบธาตุโลหะทรานซิชัน
ให้อ่านชื่อธาตุที่เป็นประจุบวก + ให้อ่านช่ือธาตุที่เป็นประจุบวก +
และจํานวนเลขออกซิเดชัน หรือค่าประจุ
แล้วตามด้วยธาตุประจุลบ - โดยลงท้าย ของธาตุเสียก่อน โดยวงเล็บเป็นเลขโรมัน
เสียงพยางค์ท้ายเป็น “ ไอด์ ” (ide) แล้วจึงตามด้วยธาตุประจุลบ -
เช่น เช่น
NaCI อ่านว่า โซเดียมคลอไรด์ CuSO อ่านว่า คอปเปอร์ (II)ซัลเฟต
กรณีเป็นสารประกอบธาตุมากกว่าสองชนิด 4
ให้อ่านชื่อธาตุที่เป็นประจุบวก + แล้ว ถ้ากลุ่มไอออนบวกหรือกลุ่มไอออนลบ
มีมากกว่า 1 กลุ่ม ให้ใส่วงเล็บ ( ) และ
ตามด้วยกลุ่มธาตุที่เป็นประจุลบ ใส่จํานวนกลุ่มไว้ที่มุมล่างขวา
Na 2 SO4 เช่น
อ่านว่า โซเดียมซัลเฟต
2
สมการไอออนิก
สมการไอออนิก เป็นสมการแสดงไอออนท่ีเกิดจากการแตกตัวของสารไอออนิก
ในน้ํา เนื่องจากสารไอออนิกอยู่ในรูปของสารละลายนั่นเอง จึงอยู่ในรูปไอออนบวก +
และไอออนลบ - เมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมี ไอออนบวกของสารละลายชนิดหนึ่งจะรวม
ตัวกับไอออนลบของสารละลายอีกชนิดหน่ึง เกิดเป็นสารใหม่ข้ึน เราจึงสามารถเขียน
แสดงการเปลี่ยนแปลงท่ีเกิดขึ้นได้ เช่น ปฏิกิริยาระหว่างสารละลายโพแทสเซียมโบรไมด์(KBr)
กับสารละลายซิลเวอร์ไนเตรต(AgNO3) สามารถเขียนสมการไอออนิกได้ดังนี้
สมการทั่วไป KBr(aq) + AgNO3(aq) AgBr(s) + KNO3(aq)
สมการไอออนิก K+(aq) + Br-(aq) + Ag+ + NO- AgBr + K+ + NO-
(aq) 3(aq) (s) (aq) 3(aq)
สมการไอออนิก Ag+ + Br- AgBr
สุทธิ (aq) (aq) (s)
3
แผนภาพ การแสดงขั้นตอนการเปลี่ยนแปงพลังงานต่าง ๆ ในการเกิดสาร
ประกอบไอออนิก สามารถเขียนได้ ดังนี้
Na (s) + 1/2CI2 (g) Hf0 NaCI (s)
H1 H2
Na (g) CI (g) H5
H3 H4
Na+ (g) + CI- (g)
เรียกแแผนภาพดังกล่าวว่า Bonr - Haberr cycle
ในการเกิดสารประกอบไอออนิกจากโละหะและอโลหะนั้น จะมีีพลังงานเกี่ยวข้อง แบบ คือ
ขั้นที่ 1 , 2, 3 เป็นแบบดูดพลังงาน
ขั้นที่ 4 และ 5 เป็นแบบคายพลังงาน ดังนี้
พลังงานในการเกิด NaCI (Hf0 ) H1+ H2+ H3+ H4 + H5
(+109) + (+121) + (+494) + (-347) + (-787)
-410 kJ/mol
4
พันธะโคเวเลนต์
การเขียนสูตรเคมีแสดงพันธะโคเวเลนต์ แบ่งออกเป็น ประเภท ดังนี้
1.สูตรโมเลกุล เป็นสูตรที่สามารถบอกจำนวนและธาตุที่เป็นองค์ประกอบ
ในโมเลกุลได้ แต่ไม่สามารถบอกรายละเอียดเกี่ยวกับการสร้างพันธะระหว่าง
อะตอมในโมเลกุล
2.สูตรอย่างง่าย เป็นสูตรที่แสดงให้ทราบว่าสารประกอบนั้นประกอบด้วย
ธาตุชนิดใดบ้างและมีอัตราส่วนของอะตอมเป็นเท่าใด
3.สูตรโครงสร้าง เป็นสูตรที่สามารถบอกจำนวนธาตุที่เป็นองค์ประกอบโมเลกุล
ได้และสามารถบอกรายละเอียดเกี่ยวกับการสร้างพันธะระหว่างอะตอมโมเลกุล
ด้วยโดยการเขียนสูตรโครงสร้างจะยึดอะตอมกลางเป็นหลักโดยอะตอมกลาง
จะเป็นธาตุที่มีค่าอิเล็กทรอนิกาติวิตีต่ำที่สุด
5 ลักษณะดังนี้
การเขียนสูตรโครงสร้างพันธะโคเวเลนต์ มี
1.สูตรโครงสร้างแบบจุด
จะใช้จุดหรือกากบาทเพื่อแสดงจำนวนเวเลนอิเล็กตรอนของธาตุนั้น ๆ ซึ่งเมื่อ
อะตอม 2 อะตอมมาใช้อิเล็กตรอนร่วมกันจะนำจุดมาวางใกล้กันบริเวณตรงกลาง
ระหว่างอะตอมทั้งสองโดยเรียกอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันนี้ว่าอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ
ส่วนอิเล็กตรอนที่เหลือจะให้กระจายเป็นคู่ๆอยู่รอบอะตอมซึ่งเรียกอิเล็กตรอน
ที่เหลือนี้ว่าอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว
ดังนี้
CI
P
CI
CI
2.สูตรโครงสร้างเเบบเส้น
จะใช้เส้นแทนพันธะโคเวเลนต์ หรืออิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ 1 คู่ส่วน
(อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวที่เหลือจะเขียนหรือไม่ก็ได้) เส้น 1 เส้น (-) เเทน
อิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกัน 1 คู่ เส้นสองเส้น (=) แทนอิเล็กตอนที่ใช้ร่วมกัน 2 คู่
ดังนี้ P CI
CI
CI
6
การเรียกชื่อสารประกอบโคเวเลนต์
1.อ่านชื่อธาตุที่อยู่ด้านหน้าก่อนตามด้วยธาตุที่อยู่ด้านหลังโดยเปลี่ยนเสียง
พยางค์ท้ายเป็น ไ-ด์ (ide )
ไฮโดรเจน (H) ออกเสียงเป็น ไฮไดรต์
คาร์บอน (C) ออกเสียงเป็น คาร์ไบด์
ไนโตรเจน (N) ออกเสียงเป็น ไนไตรด์
ฟลูออรีน (F) ออกเสียงเป็น ฟลูออไรด์
คลอรีน (CI) ออกเสียงเป็น คลอไรต์
ออกซิเจน (O) ออกเสียงเป็น ออกไซต์
2.อ่านระบุจำนวนอะตอมของธาตุด้วยเลขจำนวนในภาษากรีก ได้แก่
1 มอนอ (mono) 6 เฮกซะ (hexa)
2 ได (di) 7 เฮปตะ (hepta)
3 ไตร (tri) 8 ออกตะ (octa)
4 เตตระ (tetra) 9 โนนะ (nona)
5 เพนตะ (penta) 10 เดคะ (deca)
7
3. ถ้าธาตุแรกมีอะตอมเดียว ไม่ต้องอ่านระบุจำนวนอะตอมของธาตุนั้นแต่ถ้า
ธาตุหลังมีเพียงหนึ่งอะตอมก็ต้องระบุจำนวนอะตอมด้วยเสมอ
แต่มีข้อยกเว้น
ไม่ต้องมีการระบุจำนวนอะตอมของธาตุที่อยู่ด้านหน้าในกรณีที่ธาตุที่อยู่ด้านหน้า
มีอยู่เพียงอะตอมเดียว และไม่จำเป็นต้องมีการระบุจำนวนอะตอมของธาตุในกรณีที่
ธาตุที่อยู่ด้านหน้า เป็นธาตุไฮโดรเจน ไม่ว่าจะมีกี่อะตอมก็ตาม
กรดออกซี
กรดออกซี คือ กรดที่เกิดจาก H + อโลหะ + O เช่น H2 CO3, HNO3 , H 3PO4
การเขียนสูตรโครงสร้างลิวอิสของกรดออกซี
1. เขียนอะตอมกลาง 2. เขียนออกซิเจน 3. เขียนไฮโดรเจน 4. เขียนเส้นแสดง
ล้อมรอบ ต่อจากออกซิเจน พันธะเดี่ยวหรือ
พันธะคู่ หรือ
อะตอมกลาง พันธะสาม และถ้า
เกินแสดงว่ามีพันธะ
โคออร์ดิเนต
โคเวเลนต์
8
พันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์
(Co-ordinate covalent bond)
พันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์ เป็นพันธะโคเวเลนต์ประเภทหนึ่ง ที่เกิดจากการ
ที่อะตอมหนึ่งไปใช้อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวของอีกอะตอมหน่ึง โดยที่ไม่ได้ใช้ร่วมกัน
แต่พันธะชนิดนี้ก็มีสมบัติเหมือนกับการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันทุกอย่าง เช่น ในโมเลกุล
ของ SO2 ถ้าใช้หลักการไขว้เลขออกซิเดชัน ก็จะได้สูตรโมเลกุล SO แสดงว่าใน
โมเลกุล SO2จะมีพันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์อยู่ด้วย ดังนี้
การพิจารณาว่าโมเลกุลนั้นมีพันธะโคออร์ดิเนตโคเวลนต์หรือไม่ ให้ทดลอง
เขียนสูตรตามทฤษฎีที่ได้จากการไขว้เลขออกซิเดชัน แล้วเปรียบเทียบกับสูตรโมเลกุล
ที่เขียนขึ้นใหม่ ถ้ามีจํานวนอะตอม หรืออัตราส่วนไม่เท่ากัน ถ้าสูตรท่ีเขียนข้ึนมีจํานวน
อะตอมมากกว่าสูตรตามทฤษฎี แสดงว่ามีพันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์ และมีจํานวน
กี่พันธะให้พิจารณาจากจํานวนอะตอมที่เกินไปจากสูตรตามทฤษฎี เช่น
S 2-+ O2-สูตรตามทฤษฎีคือ SO แต่สูตรที่เขียนได้มี SO2 และ SO3 แสดงว่า SO2
มีพันธะโคออร์ดิเนต 1 พันธะ และ SO3 มีพันธะโคออร์ดิเนต 2 พันธะ ดังน้ี
S O
OO
S
OO
9
กฎฏออกเตต
โมเลกุลที่ไม่เป็นไปตามกฎออกเตต ในการเกิดพันธะโคเวเลนต์ มีธาตุบางชนิด
ที่มีการจัดอิเล็กตรอนไม่ครบออกเตต แต่ก็เสถียรได้ ดังน้ี
1. พวกที่ไม่ครบออกเตต คือธาตุก่ึงโลหะของหมู่ 2 และ 3 บางธาตุ เช่น
B และ Be เป็นอะตอมกลาง และมีออกไซด์ของไนโตรเจนบางชนิด เช่น
NO , NO2 กรณีน้ีไนโตรเจนจะไม่ครบออกเตต
2. พวกที่เกินออกเตต ได้แก่โมเลกุลท่ีมีอะตอมกลางเป็นธาตุในคาบที่ 3 4
5 6 และ 7 บางชนิด เช่น P S I
พลังงานพันธะ
พลังงานพันธะ คือ พลังงานที่น้อยที่สุดที่สารประกอบดูด เพื่อใช้สลายพันธะ
ภายในโมเลกุลโคเวลเลนต์
พลังงานพันธะ ใช้พลังงานพันธะเฉลี่ย เช่น
พันธะ C - C ความยาวพันธะเฉลี่ย 154 พลังงานพันธะเฉลี่ย 348
พันธะ C = C ความยาวพันธะเฉลี่ย 124 พลังงานพันธะเฉลี่ย 614
พันธะ C - C ความยาวพันธะเฉลี่ย 120 พลังงานพันธะเฉลี่ย 839
ความยาวพันธะเฉลี่ย พันธะเดี่ยว พันธะคู่ 10
พันธะสาม
พลังงานพันธะเฉลี่ย พันธะเดี่ยว พันธะคู่ พันธะสาม
การนับจำนวนพันธะ
ชนิดพันธะ จำนวนพันธะ จำนวนแขน พลังงานพันธะ ความยาว
1 1 อันดับ 3 อันดับ 1
1 2 อันดับ 2 อันดับ 2
1 3 อันดับ 1 อันดับ 3
11
อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ
(Bonding Paired Electron)
เรโซแนนซ์
การที่สารชนิดหนึ่งมีพันธะในโมเลกุลเป็นพันธะเดี่ยวกับพันธะคู่ เช่น ในโมเลกุล
SO จะมีพันธะเดี่ยวสลับกับพันธะคู่ ซึ่งความยายวพันธะของทั้งสองไม่น่าจะเท่ากัน
พัน2ธะเดี่ยวจะมีความยาวพันธะมากกว่าพันธะคู่ แต่โดยข้อเท็จจริงความยาวพันธะของ
ทั้งคู่ยาวเท่ากัน และเป็นความยาวพันธะที่ไม่ใช่ค่าของพันธะเดี่ยว หรือพันธะคู่ แต่จะมี
ความยาวพันธะมากกว่าพันธะคู่ และน้อยกว่าพันธะเดี่ยว ซึ่งเชื่อว่าน่าจะเกิดจากการที่
อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะของทั้งสองพันธะ สามารถเคลื่อนที่สลับไปมาระหว่างพันธะทั้งสอง
จึงเกิดการเฉลี่ยการใช้อิเล็กตรอนร่วมในพันธะเป็นข้างละ 1 1/2 คู่ ปรากฎการณ์ดังกล่าว
เรียกว่า เรโซแนนซ์ ดังโครงสร้างต่อไปนี้
SS
O O
O O
Sulfer dioxide resonance
O + O- -O + O -O + O-
N N N
O- O - O
nitrate ion resonance
12
อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว
(Lone Paired Electron)
อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว (Lone Paired Electron) คือ คู่ของเวเลนซ์อิเล็กตรอนที่
ไม่ได้เกี่ยวข้องกับการเกิดพันธะ
CO
2
Lone Pair
O=C=O
Lone Pair
13
รูปร่างโมเลกุล
AB 2 AB 3 AB 4 AB 5 AB6
E0 ตรง สามหลี่ยม ทรงสี่หน้า พีระมิดคู่ฐาน ทรงแปด
แบนราบ สามเหลี่ยม หน้า
E1 งอ พีระมิดฐาน ทรงสี่หน้า พีระมิดฐาน
สามเหลี่ยม บิดเบี้ยว สี่เหลี่ยม
E 2 งอ T สี่เหลี่ยม
แบนราบ
E3 ตรง
E4
AB 2 ตัวล้อมรอบ
จำนวนตัวล้อมรอบ
อะตอมกลาง
14
การเปรียบเทียบมุมพันธะ
ขั้นตอน
1. หา n B , Be
n = พันธะ + Lp.
(Lone Paired Electron)
2. เปรียบเทียบ n H แขน 1 เสมอ
n มากมุมเล็ก
n น้อยมุมโต
3. ถ้า n เท่ากัน ให้ดู Lp. Lp. มากมุมเล็ก
Lp. น้อยมุมโต
(Lone Paired Electron)
เปรียบเทียบมุมพันธะของสารจากเล็กไปใหญ่ HS NH+4 BF3
2
1 (3)
BF HS NH +
3 2 4
พันธะ = 4 - 1 = 3 พันธะ = 3 - 1 = 2 พันธะ = 5 - 1 = 4
Lp. = 3 - 3 = 0 Lp. = 6 - 2 = 2 Lp. = (5 - 1) - 4 = 0
2 2 2
n=3 n=4 n=4
15
สภาพขั้วของโมเลกุล
สภาพขั้วของโมเลกุล เมื่ออะตอม 2 อะตอมมาสร้างพันธะโคเวเลนต์กัน จะมี
การนำอิเล็กตรอนมาใช้ร่วมกัน แต่เนื่องจากความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนของ
ธาตุแต่ละชนิดอาจเท่ากันหรือไม่เท่ากันก็ได้ ดังนั้น การกระจายตัวของอิเล็กตรอนจึง
ไม่เท่ากัน เรียกว่า ไดโพลโมเมนต์ (Dipole Moments) ค่าที่บอกถึงความสามารถ
ในการดึงดูดอิเล็กตรอนของธาตุในรูปสารประกอบ เรียกว่า ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี
หรือ EN ซึ่งค่า EN จะมีค่ามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับประจุที่อยู่ในนิวเคลียส และระยะ
ห่างระหว่างนิวเคลียสกับเวเลนซ์อิเล็กตรอน
ค่าลำดับ EN ที่ควรทราบ
F > O > CL > N > Br > I > S > C > H > P > As > T
สภาพขั้วที่พบในโมเลกุลโคเวเลนต์สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ลักษณะ
คือ สภาพขั้วของพันธะ ซึ่งเป็นผลต่างของค่า EN ของธาตุที่สร้างพันธะกัน และ
สภาพขั้วของโมเลกุล ซึ่งเป็นผลรวมของสภาพขั้วของพันธะ
16
สภาพขั้วพันธะ เป็นการพิจารณาสภาพขั้วเฉพาะคู่ของธาตุที่สร้างพันธะกัน
โดยแบ่งสภาพขั้วของพันธะออกได้เป็น 2 แบบ คือ
พันธะไม่มีขั้ว เป็นพันธะที่เกิดจากธาตุชนิดเดียวกันมาสร้างพันธะร่วมกันจึง
ทำให้มีการกระจายของอิเล็กตรอนเท่าๆ กัน ระหว่าง 2 อะตอม พันธะโคเวเลนต์
แบบไม่มีขั้วเมื่อนำไปไว้ในสนามแม่เหล็ก จะไม่เกิดการเบี่ยงเบน พันธะโคเวเลนต์
แบบไม่มีขั้วอาจพบได้ทั้งในพันธะเดี่ยว เช่น H2 CI 2 พันธะคู่ เช่น O 2 และ
พันธะสาม เช่น N2 เป็นต้น
พันธะมีขั้ว เป็นพันธะที่เกิดจากธาตุต่างชนิดสร้างพันธะร่วมกันทำให้มี
การกระขายของอิเล็กตรอนไม่เท่ากันระหว่าง 2 อะตอม โดยด้านอโลหะที่มี
ค่า EN สูงกว่าจะมีการกระจายตัวของอิเล็กตรอนสูง จะมีสภาพเป็นประจุลบ
ส่วนด้านอโลหะที่มีค่า EN ต่ำกว่าจะมีการกระจายตัวของอิเล็กตรอนน้อย
จะมีสภาพเป็นประจุบวก