พันธะเคมี
พันธะเคมี พันธะเคมี (Chemical Bonding) คือ แรงยึดเหนี่ยวที่เกิดขึ้น ระหว่างอนุภาคมูลฐานหรืออะตอม (Atom) ซึ่งเป็นการ ดึงดูดเข้าหากัน เพื่อสร้างเสถียรภาพในระดับโมเลกุล จน เกิดเป็นสสารหรือสารประกอบ ทุกสิ่งที่อยู่บนโลกใบนี้เกิดจากหน่วยเล็ก ๆ ที่เรียกว่า อะตอม (Atom) อันที่จริงมันมีสิ่งที่เล็กมากกว่านี้แต่ด้วยระดับความรู้ที่เข้าใจได้ ง่าย จับต้องได้ง่ายกว่า ส่วนใหญ่แล้วเราจึงเรียนรู้อยู่ในระดับอะตอม มัน อาจจะเป็นอะตอมของธาตุเดี่ยว ๆ หรืออาจจะเกิดการจับคู่ของอะตอม ตั้งแต่ 2 อะตอมขึ้นไป และสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอม เรียกว่า พันธะเคมี (Chemical Bond)
พันธะเคมี อะตอมของธาตุอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นคาร์บอน (C) ไนโตรเจน (N) หรือออกซิเจน (O) ต่างต้องการจับ กลุ่มรวมตัวกัน เพื่อท าให้โครงสร้างของตนมีเวเลนต์อิเล็กตรอนครบ 8 ตัว ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เรียกกฎของ การรวมตัวนี้ว่า “กฎออกเตต” (Octet Rule) โดยมีอะตอมของธาตุไฮโดรเจน (H) เป็นข้อยกเว้นเพียงหนึ่งเดียว ที่ต้องการเวเลนต์อิเล็กตรอนเพียง 2 ตัว เพื่อสร้างเสถียรภาพให้ตนเอง
พันธะเคมี การเกิดพันธะเคมี การสร้างแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอม โดยแต่ละอะตอมมารวมกัน เกิด เป็นโมเลกุล หลายๆโมเลกุลมารวมกันเป็นกลุ่มก้อนได้จะต้องมีแรงยึดเหนี่ยว กัน ระหว่างโมเลกุลแต่ละโมเลกุล จึงแบ่งการเกิดพันธะหรือแรงยึดเหนี่ยวทางเคมี ออกเป็น 2 ประเภท
พันธะเคมี ชนิดพันธะเคมี พันธะภายในโมเลกุล (intramolecular bond) พันธะระหว่างโมเลกุล (intermolecular bond) พันธะโคเวเลนต์(covalent bonds) พันธะไฮโดรเจน (hydrogen bonds) พันธะไอออนิก (ionic bonds) แรงแวนเดอร์วาลส์(Van der Waals forces) พันธะโลหะ ( metallic bonds) แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล - ไอออน (molecule-ion attractions)
พันธะเคมี กฎออกเตต (Octet Rule) อิเล็กตรอนที่อะตอมใā ้ร่วมกัน เรียกว่า อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ (Bond pair electrons) อิเล็กตรอนตัวอื่นๆที่ไม่ได้ใā ้ร่วมในพันธะ เรียกว่า อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว หรือ อิเล็กตรอนคู่อิสระ (Lone pair electron) F F F F อิเล็กตรอนวงนอกที่ใช้ในการเกิดพันธะร่วมกัน อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ
พันธะเคมี ข้อยกเว้นไม่ครบ OCTET สารประกอบของธาตุในคาบที่ 2 ของตารางธาตุ ที่มีเวเลนต์อิเล็กตรอน น้อยกว่า 4 เช่น 4 Be = 2 , 2 5 B = 2 , 3 เช่น BF3 , BCl3 , BeCl2 และ BeF2 สารประกอบของธาตุที่อยู่ในคาบที่ 3 ของตาราง ธาตุที่มีเวเลนต์อิเล็กตรอนมากกว่า 4 เช่น P, S, Si, I, As , Xe สามารถสร้างพันธะแล้วท าให้ เวเลนต์ อิเล็กตรอนเกินแปด เช่น PCl5, SF6 , SiF6 , ICl3 , IBr5 , AsF5 , SF4 , XeF2 , XeF4 ข้อยกเว้นเกินครบ OCTET Cl Be Cl F F F B P Cl Cl Cl Cl Cl
พันธะเคมี พันธะโคเวเลนต์ (Covalent bonding) ❑ เมื่ออะตอมทั้ง 2 เข้ามาใกล้กันในระยะที่เหมาะสม จะมีพลังงานศักย์ต่ าสุด ❑ อะตอมเกิดการใā ้อิเล็กตรอนร่วมกันเป็นเป็นโมเลกุลขึ้น แรงยึดเหนี่ยวที่ท า ให้ อะตอมอยู่รวมกันได้ในลักษณะนี้ เรียกว่า “พันธะโคเวเลนต์”
พันธะเคมี พันธะโคเวเลนต์ (Covalent bonding) แรงยึดเหนี่ยวที่เกิดขึ้นระหว่าง อะตอม 2 อะตอมที่มี IE และ EN สูง โดยใā ้เวเลนต์อิเล็กตรอนร่วมกันระหว่าง อะตอม จะต้อง เป็นไปตามกฎออกเตต การเกิด - อโลหะกับอโลหะเช่น CO2 และ NH3 - กึ่งโลหะกับอโลหะ เช่น SiO2 และ GeCl4 - โลหะ Be และ B กับอโลหะ เช่น BeCl2 และ BF3 F F F F อิเล็กตรอนวงนอกที่ใช้ในการเกิดพันธะร่วมกัน อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ
พันธะเคมี พันธะโคเวเลนต์เกิดจากอะตอมสองอะตอมใช้เวเลนต์ อิเล็กตรอนคู่หรือมากกว่ามารวมกัน ท าให้เกิดแรงดึงดูด ที่รวมอะตอมเป็นโมเลกุลขึ้น สมบัติสารประกอบโคเวลเลนต์ เป็นของเหลวและแก๊ส ที่อุณหภูมิห้อง จุดเดือจ จุดหลอมเหลวต่ า ไม่น าไฟฟ้าในสถานะของของ ของเหลว แก๊ส แต่บาง ชนิดจะน าไฟฟ้าได้ เช่น HCl สามารถละลายได้ในสารที่มีสถาพขั้วเหมือนกัน อโลหะ + อโลหะ
พันธะเคมี แรงผลักมากไม่เกิดเป็นโมเลกุล ไม่ดึงดูด ไม่เกิดเป็นโมเลกุล ดึงดูดดี แรงผลักน้อย เสถียรภาพมาก เกิดเป็นโมเลกุล H H H H H H ❑ เมื่ออะตอมทั้ง 2 เข้ามาใกล้กันในระยะที่เหมาะสม จะมีพลังงานศักย์ต่ าสุด ❑ อะตอมเกิดการใā ้อิเล็กตรอนร่วมกันเป็นเป็นโมเลกุลขึ้น แรงยึดเหนี่ยวที่ท าให้ อะตอมอยู่รวมกันได้ใน ลักษณะนี้ เรียกว่า “พันธะโคเวเลนต์” พันธะโคเวเลนต์
พันธะโคเวเลนต์ (ความยาวพันธะ) ระยะห่างระหว่างนิวเคลียส (pm) พลังงานศักย์ (kJ/mol) ต าแหน่ง อะตอมไฮโดรเจนอยู่ห่างกัน จึงยังไม่มีแรงกระท า ระหว่างกันระดับพลังงานศักย์ของทั้งสองอะตอมจึงยังอยู่ และ ไม่เสถียร 1 ต าแหน่ง นิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจนแต่ละอะตอม ส่งแรงดึงดูดอิเล็กตรอนของอีกอะตอมหนึ่ง ท าให้ทั้งสองอะตอม ค่อย ๆ เคลื่อนที่เข้าหากัน พลังงานเริ่มลดลง 2 ต าแหน่ง เมื่ออะตอมเคลื่อนที่เข้ามาใกล้กันในระยะที่เหมาะสม ท าให้เกิดความสมดุลระหว่างแรงดึงดูดกับแรงผลัก ผลรวมของแรง ท าให้นิวเคลียสไม่แยกจากกัน และใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน เกิดเป็นพันธะโคเวเลนต์ 3 ต าแหน่ง หากอะตอมเคลื่อนที่เข้ามาใกล้กันเกินไป แรงผลัก จะมีค่ามากกว่าแรงดึงดูด ท าให้โมเลกุลของที่เกิดขึ้นไม่เสถียร พลังงานจึงสูงขึ้นและไม่สามารถอยู่เป็นโมเลกุลต่อไปได้ 4 การเกิดพันธะโคเวเลนต์ระหว่างอะตอมไฮโดรเจน
พันธะโคเวเลนต์ อิเล็กตรอนคูที่ถูกอะตอมทั้ง สอง ใชรวมกันในการสรางพันธะ อิเล็กตรอนคูรวม พันธะ อิเล็กตรอนตัวอื่น ๆ ที่ไมไดใชรวมในพันธะ อิเล็กตรอนคูอิสระ H + O + H H O H หรือ H O H อิเล็กตรอนคูโดดเดี่ยว หรืออิเล็กตรอนคู่อิสระ อิเล็กตรอนคูร่วมพันธะ H O H อิเล็กตรอนครบ 2 ตามกฎออกเตต อิเล็กตรอนครบ 8 ตามกฎออกเตต อิเล็กตรอนครบ 2 ตามกฎออกเตต
พันธะเคมี ❑ ถ้ามีการใช้อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ 1 คู่ เรียกพันธะที่เกิดขึ้น พันธะเดี่ยว _(Alkane) ❑ ถ้ามีการใช้อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ 2 คู่ เรียกพันธะที่เกิดขึ้น พันธะคู่ _(Alkene) ❑ ถ้ามีการใช้อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ 3 คู่ เรียกพันธะที่เกิดขึ้น พันธะสาม_(Alkyne) ชนิดพันธะโคเวเลนต์
พันธะโคเวเลนต์ ชนิดของพันธะโคเวเลนต์ เกิดจากอะตอมคูที่เขามารวม สรางพันธะตอกันมีการใช อิเล็กตรอนรวมกัน 1 คู พันธะเดี่ยว F F เชน พันธะระหวางอะตอม H กับธาตุในหมู7A ไดแก F Cl Br I At หรือธาตุหมู7A กับอโลหะอื่นๆเชน F2 เกิดจากอะตอมคูที่เขามารวมสร างพันธะตอกันมีการใช อิเล็กตรอนรวมกัน 2 คู พันธะคู่ O C O เชน พันธะระหวาง O กับ O ใน O2 O กับ C ใน CO2 C กับ C ใน C2H4 เกิดจากอะตอมคูที่เขามารวม สรางพันธะตอกันมีการใช อิเล็กตรอนรวมกัน 3 คู พันธะสาม H C N เชน พันธะระหวาง N กับ N ใน N2 N กับ C ใน HCN
พันธะเคมี พันธะโอออร์ดิเนตโคเวเลนต์ ❑ พันธะโคออร์ดิเนต เป็นพันธะที่เกิดจากอะตอมธาตุ หนึ่ง ให้อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวให้กับอีกอะตอมหนึ่ง โดยมีเวเลนต์อิเล็กตรอนครบ 8e - ตามกฎออกเตท ❑ อะตอมตัวแรกมี อิเล็กตรอนวงนอกครอบ 8e - และ สามารถให้อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวที่เหลือไปสร้าง พันธะ(ผู้ให้) แก่อะตอมที่ขาดอิเล็กตรอนอยู่ 2e - (ผู้รับ) พันธะโอออร์ดิเนตโคเวเลนต์ พันธะโคเวเลนต์ H N H H H H N H H H H N H H H H N H H H
พันธะเคมี สูตรโครงสร้างแบบลิวอีส ❑ แบบจุด ใช้แทนอิเล็กตรอนวงนอกสุดที่เกิดพันธะ โดยให้เป็นไปตาม กฎออกเตด 8 อิเล็กตรอน ❑ แบบเส้น ใช้ 2 อิเล็กตรอน ในการสร้างพันธะเดี่ยว 1 พันธะ สูตรเคมี โครงสร้างแบบจุด โครงสร้างแบบเส้น HCl H2O
พันธะเคมี สูตรเคมี โครงสร้างแบบจุด โครงสร้างแบบเส้น C2H2 NH3 SCl6 BeF2
พันธะเคมี การเขียนสูตรโมเลกุลโคเวลเลนต์ จงเขียนสูตรสารประกอบโคเวเลนต์12 6 C กับ 32 16S C มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น .......... S มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น .......... จงเขียนสูตรสารประกอบโคเวเลนต์16 8O กับ 34 17F O มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น .......... F มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น .......... 1. โมเลกุลโคเวเลนต์เกิดจากการรวมกันของธาตุ ตั้งแต่ 2 อะตอมขึ้นไป ก าหนดให้เขียนสัญลักษณ์ ของธาตุเรียงล าดับค่า EN จากน้อยไปมากดังนี้ Si < B < P < H < C,Se < S < I < Br < N < Cl < O < F 2. อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะของแต่ละอะตอมของ ธาตุคูณไขว้
พันธะเคมี องค์ประกอบธาตุ สูตรเคมี โครงสร้างลิวอีส C N O H กับ I N กับ O P กับ H
พันธะเคมี 1 mono 2 di 3 tri 4 tetra 5 penta 6 hexa 7 hepta 8 octa 9 nona 10 deca การเรียกชื่อพันธะโคเวเลนต์ 1. ให้อ่านā ื่อธาตุที่อยู่ข้างหน้าก่อนแล้วตามด้วยā ื่อธาตุตัวหลัง โดยเปลี่ยนเสียงลง ทายเป็น “ide” เช่น ออกซิเจน เป็น ออกไซด์ 2. บอกจ านวนอะตอมของแต่ละธาตุด้วยภาษากรีก หรือละติน กรณีที่ธาตุตัวแรกมี 1 อะตอม ไม่ต้องอ่าน ธาตุตัวหลัง อ่านชื่อ O ออกไซด์ N ไนไตรด์ F ฟลูออไรด์ Cl คลอไรด์
พันธะเคมี สูตรเคมี การอ่านชื่อ PH3 SCl6 N2O2 HI AsF6 Cl2O7 สูตรเคมี การอ่านชื่อ NO NO2 N2O N2O3 N2O4 N2O5
พันธะโคเวเลนต์ ทฤษฏีการผลักคู่อิเล็กตรอนในวงเวเลนต์(VSEPR) (VSEPR) : Valence shell electron pair repulsion ทฤษฏีท านายรูปร่างโมเลกุล หรือ ไอออน ที่ยึดกันด้วย พันธะโคเวเลนต์โดยอาศัยแรงผลักระหว่างคู่อิเล็กตรอนในเวเลนต์ของอะตอมกลาง AXm En A = อะตอมกลาง X = อะตอมหรือหมู่ที่มาเกาะอะตอมกลาง E = คู่อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว m = จ านวนคู่อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ n = จ านวนคู่อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว ทฏษฏ๊VSEPR มีดังนี้ 1. รูปร่างโมเลกุลขึ้นอยู่กับ m และ n 2. ความแรงของการผลักดังนี้ อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว - อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว > อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว - อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ > อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ - อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ
พันธะโคเวเลนต์ ทฤษฏีการผลักคู่อิเล็กตรอนในวงเวเลนต์(VSEPR) (VSEPR) : Valence shell electron pair repulsion ทฤษฏีท านายรูปร่างโมเลกุล หรือ ไอออน ที่ยึดกันด้วย พันธะโคเวเลนต์โดยอาศัยแรงผลักระหว่างคู่อิเล็กตรอนในเวเลนต์ของอะตอมกลาง AXm En A = อะตอมกลาง X = อะตอมหรือหมูที่มาเกาะอะตอมกลาง E = คู่อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว m = จ านวนคู่อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ n = จ านวนคู่อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว
พันธะโคเวเลนต์ ทฤษฏีการผลักคู่อิเล็กตรอนในวงเวเลนต์(VSEPR) (VSEPR) : Valence shell electron pair repulsion ทฤษฏีท านายรูปร่างโมเลกุล หรือ ไอออน ที่ยึดกันด้วย พันธะโคเวเลนต์โดยอาศัยแรงผลักระหว่างคู่อิเล็กตรอนในเวเลนต์ของอะตอมกลาง AXm En A = อะตอมกลาง X = อะตอมหรือหมูที่มาเกาะอะตอมกลาง E = คู่อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว m = จ านวนคู่อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ n = จ านวนคู่อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว
พันธะโคเวเลนต์ ทฤษฏีการผลักคู่อิเล็กตรอนในวงเวเลนต์(VSEPR) (VSEPR) : Valence shell electron pair repulsion ทฤษฏีท านายรูปร่างโมเลกุล หรือ ไอออน ที่ยึดกันด้วย พันธะโคเวเลนต์โดยอาศัยแรงผลักระหว่างคู่อิเล็กตรอนในเวเลนต์ของอะตอมกลาง AXm En A = อะตอมกลาง X = อะตอมหรือหมูที่มาเกาะอะตอมกลาง E = คู่อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว m = จ านวนคู่อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ n = จ านวนคู่อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว
พันธะโคเวเลนต์ ทฤษฏีการผลักคู่อิเล็กตรอนในวงเวเลนต์(VSEPR) (VSEPR) : Valence shell electron pair repulsion ทฤษฏีท านายรูปร่างโมเลกุล หรือ ไอออน ที่ยึดกันด้วย พันธะโคเวเลนต์โดยอาศัยแรงผลักระหว่างคู่อิเล็กตรอนในเวเลนต์ของอะตอมกลาง AXm En A = อะตอมกลาง X = อะตอมหรือหมูที่มาเกาะอะตอมกลาง E = คู่อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว m = จ านวนคู่อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ n = จ านวนคู่อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว
พันธะโคเวเลนต์ ทฤษฏีการผลักคู่อิเล็กตรอนในวงเวเลนต์(VSEPR) (VSEPR) : Valence shell electron pair repulsion ทฤษฏีท านายรูปร่างโมเลกุล หรือ ไอออน ที่ยึดกันด้วย พันธะโคเวเลนต์โดยอาศัยแรงผลักระหว่างคู่อิเล็กตรอนในเวเลนต์ของอะตอมกลาง AXm En A = อะตอมกลาง X = อะตอมหรือหมูที่มาเกาะอะตอมกลาง E = คู่อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว m = จ านวนคู่อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ n = จ านวนคู่อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว
พันธะโคเวเลนต์ รูปร่างเรขาคณิตของโมเลกุลโคเวเลนต์ เส้นตรง X A X ° สามเหลี่ยมแบนราบ X A X X ° ทรงสี่หน้า X A X X . ° X พีระมิดคู่ ฐานสามเหลี่ยม X A X X X X ° ° ° ทรงแปดหน้า X A X X X X ° 9° X ° กลุ่มที่ไม่มีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวที่อะตอมกลางมีอยู่ 5 แบบ ดังนี้
พันธะโคเวเลนต์ รูปร่างเรขาคณิตของโมเลกุลโคเวเลนต์ กลุ่มที่มีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวที่อะตอมกลาง มีอยู่ 8 แบบ ดังนี้ มุมงอ X A X . . ° พีระมิดฐานสามเหลี่ยม X A < ° X X ทรงสี่หน้าบิดเบี้ยว หรือม้ากระดก. . A X < ° X X X < 9° พีระมิด ฐานสามเหลี่ยม . . A X X X X ° < 9° X มุมงอ X A X << 1° ตัวที X A X X < ° สี่เหลี่ยมแบนราบ . . A X . . X X 9° X > เส้นตรง X A X . . ° . .
พันธะโคเวเลนต์ กรณีพันธะโคเวเลนต์ พันธะไมมีขั้ว พันธะมีขั้ว (δ+ ) (δ- ) อะตอมสองอะตอมที่ร่วมสร้างพันธะกัน ถ้าเป็นอะตอม ชนิดเดียวกันจะมีค่าอิเล็ก โทรเทกาติวิตีเท่ากัน จึงเป็นพันธะโคเวเลนต์ไม่มีขั้ว (Non-polar covalent bond) ตัวอย่างเช่น H-H เป็นอะตอมชนิดเดียวกันมีความสามารถในการดึงดูด อิเล็กตรอนเทากัน ท าใหอะตอมทั้งสองมีขั้วไฟฟาสมดุลกัน - อะตอมต่างชนิด กันจะมีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีต่างกัน จึงเป็นพันธะโคเว เลนต์มีขั้ว (Polar covalent bond) - อะตอมที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีที่มีค่ามากกว่าจะแสดงประจุไฟฟ้า ค่อนข้างลบ ส่วนอะตอมที่มีค่า อิเล็กโทรเนกาติวิตีที่มีค่าน้อยกว่าจะแสดง ประจุไฟฟ้าค่อนข้างบวก - อิเล็กโทรเนกาติวิตีมากกว่าจะ แสดงประจุไฟฟ้าลบเป็น F δ - - อิเล็กโทรเนกาติวิตีน้อยกว่าจะ แสดง ประจุไฟฟ้าบวกเป็น H δ + - อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะจะเบี่ยงเบนไปในด้านที่มีประจุไฟฟ้าลบ Non-polar Covelent Bond Polar Covelent Bond EN = EN EN < EN
พันธะโคเวเลนต์ กรณีโมเลกุลโคเวเลนต์ กรณีโมเลกุลโคเวเลนต์พิจารณาทั้งโมเลกุล โดยโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมเท่ากับ 2 อะตอมหรือมากกว่า ซึ่ง ต้องพิจารณาจากการรวมกันสภาพขั้วของพันธะแบบเวกเตอร์ โดยถ้าเวกเตอร์ ทุกทิศทางหักล้างกันหมดจะได้ โมเลกุลไม่มีขั้ว (Non-polar molecules) O C O เวกเตอร์ทั้ง 2 หันไปในทิศทางตรงกันข้าม จึงหักล้าง กันหมด ท าให้ CO2 เป็นโมเลกุลไม่มี ขั้ว แต่ถ้าเวกเตอร์ หักล้างกันไม่หมดจะได้ โมเลกุลมีขั้ว (Polar molecules) และทิศทางที่เหลือจาก การหักล้างจะเป็นทิศทางของขั้ว ของโมเลกุล O H H เวกเตอร์หักล้างกันไม่หมด ได้ทิศทางของ เวกเตอร์ ชี้ขึ้น ท าให้ H2O เป็นโมเลกุลมีขั้ว
พันธะโคเวเลนต์ กรณีโมเลกุลโคเวเลนต์ H Cl F F FB HH H C H H H N H Cl H H C H
พันธะโคเวเลนต์ แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลโคเวเลนต์ แรงแวนเดอรวาลส์ แรง ลอนดอน • แรงลอนดอน (London force) เป็นแรงยึดเหนี่ยวระหว่าง โมเลกุลที่ไม่มีขั้ว ซึ่งเป็น แรงยึดเหนี่ยวอ่อน ๆ โดยแรง ลอนดอนจะเพิ่มขึ้นตามขนาดของโมเลกุล • ขนาดโมเลกุลเพิ่มขึ้นตามคาบจากบนลง ล่าง จะท าให้แรง ลอนดอนมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลเพิ่มมากขึ้น ท าให้ จุดเดือดเพิ่มมากขึ้นด้วย ตามแรงยึดเหนี่ยว δ + δ - δ + δ - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - แรงลอนดอน London Dispersion Force
พันธะโคเวเลนต์ แรงแวนเดอรววาล แรงระหว่างขั้ว - แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลที่มีขั้ว โดย แรง ระหว่างขั้วจะเพิ่มขึ้นตามขนาดโมเลกุล - จากสารประกอบไฮไดรด์ของธาตุแฮโลเจน (หมู่ VIIA ยกเว้น HF) เมื่อมวลโมเลกุล เพิ่มขึ้นจาก HCl HBr และ HI จะให้แรงระหว่างขั้ว มีแรงยึด เหนี่ยวระหว่างโมเลกุลเพิ่มมากขึ้น ส่งผลให้จุด เดือดมากขึ้นด้วย H Cl H Cl δ + δ - δ + δ - แรงระหว่างขั้ว แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลโคเวเลนต์ Dipole- Dipole Force − + + − + − + − แรงดึงดูด แรงดึงดูด
พันธะโคเวเลนต์ พันธะไฮโดรเจน แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลโคเวเลนต์ Hydrogen Bond - แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่เกิดจากอะตอม ของไฮโดรเจนกับ อะตอมขนาดเล็กที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูง (F O N) ซึ่งพันธะ ไฮโดรเจนจะมีความ แข็งแรงมากกว่าแรงระหว่างขั้ว และแรง ลอนดอน - การเกิดพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของสารชนิดเดียวกัน และการเกิดไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของสารต่างชนิดกัน โดย เส้นทึบแทนการเกิดพันธะโคเวเลนต์ซึ่งเป็นแรงยึดเหนี่ยวภาย โมเลกุล ในขณะที่เส้นประแทนการเกิดพันธะไฮโดรเจน ซึ่งเป็น แรงยึดเหนี่ยว ระหว่างโมเลกุล
แรงระหว่างพันธะ พันธะ ภายใน โมเลกุล แรงระหว่าง โมเลกุล - พันธะโลหะ - พันธะไอออนิก - พันธะโคเวเลนต์ (โคออดิเนตโคเวเลนต์) - พันธะไฮโดรเจน - แรงระหว่างขั้ว - แรงลอนดอน - แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลที่แข็งแรงจะส่งผลให้ จุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูงด้วย - ส่วนสภาพขั้วจะส่งผลต่อการละลายน้ า ถ้าโมเลกุล โคเวเลนต์มีขั้วจะสามารถละลายได้ดีในน้ า เนื่องจาก น้ ามีขั้วอาศัยหลักการการละลายตามสภาพขั้ว - ส่วนโมเลกุลโคเวเลนต์ที่ไม่มีขั้วจะไม่สามารถ ละลาย น้ าได้เนื่องจากมีสภาพขั้วที่แตกต่างกัน - ส าหรับโมเลกุลโคเวเลนต์ที่ละลายน้ าได้มีทั้งที่แตก ตัว และไม่แตกตัวเป็นไอออน โดยโมเลกุลที่ละลายน้ า แล้วแตกตัวเป็นไอออนได้สามารถน าไฟฟ้าได้
พลังงานพันธะ ความยาวพันธะและพลังงานพันธะ คือระยะห่างที่สั้นที่สุดระหว่างนิวเคลียสของอะตอมคู่ร่วมพันธะที่สร้างพันธะ โดยเป็น ต าแหน่งอะตอมทั้งสองดึงดูกันได้ดีที่สุด มีพลังงานต่ าสุดหรือมีสเถียรภาพมาก ความยาวพันธะเฉลี่ย Pm ระหว่างอะตอมคู่ต่างๆ
พลังงานพันธะ ความยาวพันธะและพลังงานพันธะ พลังงานในการเกิดโมเลกุลของไฮโดรเจน เมื่อ H 2 อะตอมสร้างพันธะได้โมเลกุล H2 จะคาย พลังงานออกมาก 436 KJ/mol 2H(g) H2 (g) + 436 KJ/mol ถ้าต้องการสลายพันธะ H-H H2 (g) + 436 KJ/mol 2H(g) พลังงานพันธะเฉลี่ย KJ/mol ระหว่างอะตอมคู่ต่างๆ
พลังงานพันธะ ความยาวพันธะเฉลี่ยและพลังงานพันธะเฉลี่ย - การเกิดปฏิกิริยาเคมี คือการท าลายพันธะเดิม (Reactant) และสร้างพันธะใหม่ (Product) - ความร้อนของปฏิกิริยา (∆H) = ∆ H reactant - ∆H product - หลักการค านวนพลังงานปฏิกิริยา 1. เขียนสูตรโครงสร้างของสาร หาจ านวน พันธะในแต่ละโมเลกุล 2. พลังงานที่ดูดไปใช้สลายสารตั้งต้น (+) พลังงานที่คายเพื่อสร้างพันธะ เป็น (-) ค านวณพลังงานการเกิดปฏิกิริยา
พลังงานพันธะ - การเกิดปฏิกิริยาเคมี คือการท าลายพันธะเดิม (Reactant) และสร้างพันธะใหม่ (Product) - ความร้อนของปฏิกิริยา (∆H) = ∆ H reactant - ∆H product - หลักการค านวนพลังงานปฏิกิริยา 1. เขียนสูตรโครงสร้างของสาร หาจ านวน พันธะในแต่ละโมเลกุล 2. พลังงานที่ดูดไปใช้สลายสารตั้งต้น (+) พลังงานที่คายเพื่อสร้างพันธะ เป็น (-) ค านวณพลังงานการเกิดปฏิกิริยา EX1. จงหาพลังงานที่เปลี่ยนแปลงของปฏิกิริยา ต่อไปนี้ H2 (g) + F2 (g) 2HF พลังงานที่ใช้ในการสลายพันธะ พลังงานที่ได้จากการสร้างพันธะ (∆H) = ∆ H reactant - ∆H product
พลังงานพันธะ - การเกิดปฏิกิริยาเคมี คือการท าลายพันธะเดิม (Reactant) และสร้างพันธะใหม่ (Product) - ความร้อนของปฏิกิริยา (∆H) = ∆ H reactant - ∆H product - หลักการค านวนพลังงานปฏิกิริยา 1. เขียนสูตรโครงสร้างของสาร หาจ านวน พันธะในแต่ละโมเลกุล 2. พลังงานที่ดูดไปใช้สลายสารตั้งต้น (+) พลังงานที่คายเพื่อสร้างพันธะ เป็น (-) ค านวณพลังงานการเกิดปฏิกิริยา EX2. จงหาพลังงานที่เปลี่ยนแปลงของปฏิกิริยา ต่อไปนี้ CH4 (g) + Cl2 (g) CH3 Cl (g) + HCL (g) พลังงานที่ใช้ในการสลายพันธะ พลังงานที่ได้จากการสร้างพันธะ (∆H) = ∆ H reactant - ∆H product
พลังงานพันธะ - การเกิดปฏิกิริยาเคมี คือการท าลายพันธะเดิม (Reactant) และสร้างพันธะใหม่ (Product) - ความร้อนของปฏิกิริยา (∆H) = ∆ H reactant - ∆H product - หลักการค านวนพลังงานปฏิกิริยา 1. เขียนสูตรโครงสร้างของสาร หาจ านวน พันธะในแต่ละโมเลกุล 2. พลังงานที่ดูดไปใช้สลายสารตั้งต้น (+) พลังงานที่คายเพื่อสร้างพันธะ เป็น (-) ค านวณพลังงานการเกิดปฏิกิริยา EX3. จากปฏิกิริยา 2NO + O2 2NO2 ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาคายความร้อน 112 KJ/mol ก าหนดพลังงานงานดังนี้ O=O ของ O2 = 120 KJ/mol N-O ของ NO = 90 KJ/mol จงหาพลังงาน N-O ของ NO2 พลังงานที่ใช้ในการสลายพันธะ พลังงานที่ได้จากการสร้างพันธะ (∆H) = ∆ H reactant - ∆H product
พันธะโคเวเลนต์ ความเหมือนที่แตกต่าง ความแข็งแรง > ความแข็งแรง เพชร แกรไฟต์ สารโคเวเลนต์ร่างตาข่ายเป็นสารประกอบโคเวเลนต์ที่เชื่อมต่อกัน เป็นโครงร่างตาข่าย ท าให้ โมเลกุลมีขนาดใหญ่ ส่งผลให้จุดเดือดและจุด หลอมเหลวสูงมาก เช่น เพชรและแกรไฟต์ เกิดจากธาตุ ชนิดเดียวกัน แต่การจัดเรียงตัวแตกต่างกัน ท าให้สมบัติแตกต่างกันด้วย - โครงสร้างของเพชรไม่มีอิเล็กตรอนเหลืออยู่เนื่องจากคาร์บอนมีการ สร้างพันธะ เดี่ยวจนครบ จึงท าให้เพชรมีความแข็งแรงมากและไม่มีการ น าไฟฟ้า - แกรไฟต์ ที่เกิดจากอะตอมของคาร์บอนต่อกันเป็นรูปหกเหลี่ยม โดย อะตอมของคาร์บอน นั้นสร้างพันธะเดี่ยวเพียงสามพันธะ จึงท าให้มี อิเล็กตรอนที่ว่างสามารถเคลื่อนได้อยู่ระหว่างแผ่นของ แกรไฟต์ จึงท า ให้แกรไฟต์นั้นสามารถน าไฟฟ้า เพชร (Diamond) และแกรไฟต์ (Graphite) เป็นผลึกร่างแหหรือผลึกโคเวเลนต์โดยเพชรเกิด จากอะตอม ของคาร์บอนจัดเรียงตัวเป็นรูปทรง สี่หน้า (Tetrahedral)
พันธะโคเวเลนต์ สมบัติบางประการของสารประกอบโคเวเลนต์ มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ า เพราะการหลอมเหลวและการเดือดของ สารประกอบโคเวเลนต์ที่ใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน จึงมีแรงยึดเหนี่ยวต่ า 1 3 มีทั้ง 3 สถานะ ของแข็ง ของเหลว และแก๊ส ที่อุณหภูมิหอง 2 m.p. b.p. g S l สารประกอบโคเวเลนต์ไม่น าไฟฟ้า
พันธะโคเวเลนต์ แบบทดสอบท้ายบท 1. เปรียบเทียบความยาวพันธะและพลังงานพันธะระหว่างอะตอมในโมเลกุลหรือไอออนที่ ก า หนดให้ต่อไปนี้พร้อมอธิบายเหตุผล พันธะระหว่าง C กับ O ของ CO และ CO พันธะระหว่าง O กับ O ของ O2 และ H2O พันธะระหว่าง N กับ N ของ N2 และ N2H
พันธะโคเวเลนต์ แบบทดสอบท้ายบท 2. ค านวณพลังงานของปฏิกิริยาการเผาไหม้ของแก๊สเอทิลีน (C2H4 ) ดังสมการ C2H4 (g) + 3O2 (g) 2CO2 (g) + 2H2O(g)
พันธะไอออนิก ความหมายของพันธะไอออนิก พันธะที่เกิดจากแรงดึงดูดทางไฟฟ้าระหวางไอออนบวกและไอออนลบ Na Cl Na Cl โซเดียม คลอรีน โซเดียมไอออน คลอรีนไอออน Na Cl Na+ Cl- + + + + การเกิดพันธะไอออนิก เกิดจากโลหะรวมตัวกับอโลหะ แลวโลหะใหอิเล็กตรอนแกอโลหะ เพื่อใหแตละอะตอมมีเวเลนซอิเล็กตรอน ครบ 8 หรือเปนไปตามกฎออกเตต อะตอมของโลหะก็จะกลายเปนไอออนบวก เพราะมีโปรตอนมากกว่าอิเล็กตรอน ส วนอะตอมของอโลหะกลายเปนไอออนลบ เพราะมีโปรตอนนอยกวาอิเล็กตรอน ไอออนทั้งสอง มีประจุไฟฟาตางกัน จึงเกิดแรงดึงดูดทางไฟฟายึดเหนี่ยวอะตอมทั้งสอง หรือมากกวาสองเขาดวยกัน ยึดเหนี่ยวด้วยแรงดึงดูดทางไฟฟ้า
พันธะไอออนิก การเกิดพันธะไอออนิกของแมกนีเซียมฟลูออไรด์ (MgF2 ) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 1s 2 2s 2 2p 5 1s 2 2s 2 2p 5 1s 2 2s 2 2p 6 1s 2 2s 2 2p 6 1s 2 2s 2 2p 6
พันธะไอออนิก กลุ่มไอออนบวก + กลุ่มไอออนลบ → พันธะไอออนิก แอมโมเนียมคลอไรด์ แอมโมเนียมไนเตรต