1 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี จงเติมตารางใĀ้ÿมบูรณ์ กฎออกเตต (octet rule) กฎออกเตต (octet rule) อะตอมของธาตุอื่น ๆ มีแนüโน้มที่จะรüมตัüกันเพื่อที่จะท าใĀ้แต่ละอะตอมมี เüเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 8 จึงมีการÿรุปเป็นĀลักการที่เรียกü่า.............................. กิลเบิร์ต นิüตัน ลิüอิÿ เÿนอการเขียนเüเลนซ์อิเล็กตรอนของธาตุด้üยจุด เรียกü่า....................................... ตัüอย่าง ธาตุ จัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับ พลังงานĀลัก ÿัญลักþณ์ ลิüอิÿ การท าใĀ้ครบ ออกเตต ไอออน ที่ เÿถียร ÿัญลักþณ์ลิüอิÿของ ไอออน Na Mg Al Si P C H H H H C O O O O 1. ÿัญลักþณ์แบบจุดของลิüอิÿและกฏออกเตต กฎออก เตต สัญลักษณ์วิว อิส 2 8 ( No. 1 8 Nat Sina: 28 2 Ms. 1 Ma" (ins:t / 28 All 2 S AP" : : 3 - 28 4 5. 28 s:" (in ** 2 8 5 ↑:: 288 p" link s
2 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี ธาตุโลĀะมีพลังงานไอออไนเซชัน……….............จึงเÿียอิเล็กตรอนและเกิดเป็นไอออน……………………ได้ ง่าย ธาตุอโลĀะมีค่าÿัมพรรคภาพอิเล็กตรอน…………….......จึงรับอิเล็กตรอนและเกิดเป็นไอออน…………..ได้ ง่าย ไอออนทั้งÿองมีประจุต่างกันจึงยึดเĀนี่ยüกันด้üยแรงดึงดูดระĀü่างประจุไฟฟ้าเกิดเป็น พันธะ………………………………….. และเรียกÿารประกอบที่เกิดจากพันธะไอออนิกü่า ÿารประกอบไอออนิก ตัüอย่างการเกิดพันธะไออนิกของÿารประกอบโซเดียมคลอไรด์ ธาตุโซเดียมเป็นธาตุ……………มีเลขอะตอมเท่ากับ 11 มีเüเลนซ์อิเล็กตรอนเป็น……………การที่โซเดียมจะมี เüเลนซ์อิเล็กตรอนครบ 8 ตามกฎออกเตตนั้น โซเดียมจะ……………อิเล็กตรอน……………ตัü เกิดเป็น……………ซึ่งมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น………….. ธาตุคลอรีนเป็นธาตุ……………มีเลขอะตอม เท่ากับ 17 มีเüเลนซ์อิเล็กตรอนเป็น……………การที่โซเดียมจะมี เüเลนซ์อิเล็กตรอนครบ 8 ตามกฎออกเตตนั้นโซเดียม จะ..…...........อิเล็กตรอน.........ตัü เกิดเป็น…...........…… การจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น……..…......... การเขียนÿูตรของÿารประกอบไอออนิกระĀü่างอะตอมกับอะตอม 1. เขียนÿัญลักþณ์ของธาตุที่เป็นไอออนบüกไü้ข้างĀน้าตามด้üยไอออนลบ 2. เขียนอัตราÿ่üนอย่างต่ าของไอออนที่เป็นองค์ประกอบ โดยĀาได้จากการไขü้ประจุของไอออนบüก และไอออนลบซึ่งÿัมพันธ์กับกฏออกเตต 2.1 การเกิดพันธะไอออนิก 2.2 ÿูตรเคมีและชื่อของÿารประกอบไอออนิก 2. พันธะไอออนิก ต่า บวก สูง * บ ไอออ นิ ก โลหะ I เสีย / ไอออนบวก 2 น ·โลหะ % รับ ( ไอออน ลบ 28 8
3 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี ข้อคüรระüัง 1. Āากประจุบüกและประจุลบเท่ากัน ใĀ้ท าเป็นอัตราÿ่üนอย่างต่ า เช่น Ca2+ O2- Ca2O2 CaO 2. เขียนประจุบüกขึ้นก่อนประจุลบ 3. ถ้าเป็นอนุมูลกลุ่มต้องเขียนüงเล็บคลุมเÿมอ เช่น Ca2+ PO4 3- เขียนเป็น Ca3(PO4)2 4. Ā้ามน าประจุที่ไขü้ได้กระจายเข้าไปในüงเü็บของอนุมูลกลุ่มเด็ดขาด เช่น Ca2+ PO4 3- Ca3(PO4)2 อนุมูลกลุ่มที่คüรรู้จัก ไอออน ชื่อไอออน NH4 + OHCNNO2 - NO3 - HCO3 - CO3 2- HSO4 - SO4 2- S2O3 2- HPO4 2- H2PO4 - PO4 3- ClO4 - ClO3 - CH3COOMnO4 - แอมโมเนียมไอออน (ammonium ion) ไฮดรอกไซด์ไอออน (hydroxide ion) ไซยาไนด์ไอออน (cyanide ion) ไนไทรต์ไอออน (nitrite ion) ไนเทรตไอออน (nitrate ion) ไฮโดรเจนคาร์บอเนตไอออน (hydrogen carbonate ion) คาร์บอเนตไอออน (carbonate ion) ไฮโดรเจนซัลเฟตไอออน (hydrogen sulfate ion) ซัลเฟตไอออน (sulfate ion) ไทโอซัลเฟตไอออน (thiosulfate ion) ไฮโดรเจนฟอÿเฟตไอออน (hydrogen phosphate ion) ไดไฮโดรเจนฟอÿเฟตไอออน (dihydrogen phosphate ion) ฟอÿเฟตไอออน (phosphate ion) เปอร์คลอเรต (perchlorate) คลอเรต (chlorate) อะซิเตต (acetate) เปอร์แมงกาเนต (permanganate) การอ่านชื่อÿารประกอบไอออนิก • ไอออนบüก : เรียกชื่อตามธาตุและลงท้ายด้üยค าü่าไอออน • ไอออนลบ : เรียกชื่อธาตุโดยเปลี่ยนท้ายเÿียงเป็น ไ - ด์ (-ide) และลงท้ายด้üยค าü่าไอออน • ÿ าĀรับธาตุที่มีเลขออกซิเดชันมากกü่า 1 ค่า ธาตุในกลุ่มคือธาตุในกลุ่มแทรนซิชัน จะต้อง ระบุเลขออกซิเดชันด้üย
4 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี ไอออนลบ ไอออนบüก F- S2- NO3 - SO4 2- PO4 3- Na+ Ba2+ Al3+ Ag+ Cu+ แผนภาพüัฏจักรบอร์น – ฮาเบอร์: การเขียนแผนภาพพลังงานที่เกี่ยüข้องในการเกิดÿารประกอบไอออนิก ไอออนบüก ไอออนลบ ÿูตร ชื่อÿารประกอบ ไอออน ชื่อไอออน ไอออน ชื่อไอออน ไอออนิก Na+ ClMg2+ BrCa2+ O2- K+ I - Li+ H2.3 พลังงานกับการเกิดÿารประกอบไอออนิก NoF Nc, S NalNO,NazISO, NasCPO, Bate Bas BaNOSz BalSta BC,Pota Al Fre Ale Se AlSNO. s Ale Side AIPO, Age AC2S A g ( NOs A2, 584) A23Pdd CuF Cr. CONO Cr. ( SOd Cu,PO โซเดียมไอออน คลอไรด์ไอออน NaCh โซเดียมคลอไรด์ แมกนีเซียมไอออน โพรไมด์ไอออน MgBrz แมกนีเซียมโบรไมค์ แคลเซียมไอออน ออกไซด์ไอออน Ca& แคลเซียมออกไซด์ โพแทสเยมซีไอออน ไอโอโดไอออน KI โพแทสเซียมไอโอได ด็ ลิเทียมไอออน ไฮไดด์ไอออน Li H ลิเทียม ไฮไตด์
5 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี จงเขียน กระบüนการÿร้างÿารประกอบไอออนิกระĀü่าง Na และ Cl เมื่อ Na เริ่มต้นอยู่ในรูป Na(s) และ Cl เริ่มต้นอยู่ในรูป Cl2(g) กระบüนการÿร้างÿารประกอบ การเปลี่ยนแปลง ชื่อพลังงาน การเปลี่ยนแปลงพลังงาน (∆H) ÿมการรüม : แผนภาพüัฏจักรบอร์น – ฮาเบอร์ Nasss -> Nocal พลังงานการระเหิด S Noce) -> Nong, ter ·onization energy /E Erica) -> ( 1,27 พลังงานการสลายพันธะ $ Cligte -> cicgi electron affinity E A Nagi + Cell -> Nell, si พลังงานแลทติด ↓ 1Hg = 3 + lE+D+EA+U Elleeg) -> </,g) -> Cl,gite -> cigi ↑ ↓ Nag) -> Nogite Nagi +Clig) -> Nedles ↑ Nass) -> Nacgi
6 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี จงเขียน กระบüนการÿร้างÿารประกอบไอออนิกระĀü่าง Ca กับ Br เมื่อ Ca เริ่มต้นอยู่ในรูป Ca(s) และ Br เริ่มต้นอยู่ในรูป Br2(l) กระบüนการÿร้างÿารประกอบ การเปลี่ยนแปลง ชื่อพลังงาน การเปลี่ยนแปลงพลังงาน (∆H) ÿมการรüม : แผนภาพüัฏจักรบอร์น – ฮาเบอร์ Cassi -> Lough ระเบิด S Cacg) -> Logite ionization energy /E Breiss -> Breigi ระเบิด IE 1 Bring) - Brigi สลาย D Brights - Brigh Electron affinity EA Catag: + Bring) - > CaBrish โครง ผลึก & Cassi + Breca) -> CaBris 1Bregi -> Br,g) -> Brig) + 2 -> Brigh ↑ ↓ Brass, -> Brecgi ↑ Catcg ) + Brig) -> Ca Brasi Jorg) -> Cong) + e ↑ Case + Jocg3
7 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี 1. ÿารประกอบไอออนิกÿ่üนใĀญ่เป็นผลึกที่แข็ง เนื่องจากการยึดเĀนี่ยüที่แข็งแรงระĀü่างไอออนบüก และไอออนลบและผลึกของÿารประกอบไอออนิกมี 2. ÿารประกอบไอออนิกÿถานะของแข็ง แต่เมื่อĀลอมเĀลüĀรือละลายน า 3. ÿารประกอบไอออนิกมีจุดĀลอมเĀลüและจุดเดือด 4. การละลายน้ าของÿารประกอบไอออนิก เกี่ยüข้องกับกระบüนการที่ไอออนบüกและไอออนลบแยก ออกจากโครงผลึกและเป็นกระบüนการที่โมเลกุลของน้ าล้อมรอบไอออนแต่ละชนิด โดยÿารที่เมื่อละลายน้ า แล้üแตกตัüเป็นไอออนจะเรียกü่า ÿารละลายอิเล็กโทรไลต์ พลังงานการละลาย กระบüนการที่เกิดขึ นมี 2 ขั นตอน ขั น การเปลี่ยนแปลง ∆H กระบüนการ ชื่อพลังงาน 1 ผลึกแต่ตัüเป็นไอออนบüกและไอออนลบในÿถานะ แก๊ÿ AB(s) A+ (g) + B- (g) แลตทิช (∆HLatt) 2 โมเลกุลของน้ าล้อมรอบไอออนแต่ละชนิด A+ (g) + B- (g) A+ (aq) + B- (aq) ไฮเดรชัน (∆HHyd) รüม AB(s) A+ (aq) + B- (aq) ∆HLatt + ∆HHyd การละลาย (∆Hsol) โดย Āากพลังงานแลตทิช > พลังงานไฮเดรชัน ∆HLactice + ∆HHydration มีค่าเป็น...........แÿดงü่า อุณĀภูมิลดลง Āากพลังงานไฮเดรชัน > พลังงานแลตทิช ∆HLactice + ∆HHydration มีค่าเป็น...........แÿดงü่า อุณĀภูมิเพิ่มขึ น Āากพลังงานแลตทิช = พลังงานไฮเดรชัน ∆HLactice + ∆HHydration มีค่าเป็น...........แÿดงü่า * ถ้าค่าพลังงานแลตทิชÿูงกü่าไฮเดรชันมาก ๆ ÿารจะละลายได้น้อยมากĀรือไม่ละลาย 2.4 ÿมบัติของÿารประกอบไอออนิก 1 2 + + + - - ความ เปราะ แตกหักง่าย ไม่ นไฟํา ฟ้า น ไฟํา ฟ้า สง & E , ดูดพลังงาน E2 คายพลังงาน การ ละลายน้ของ า สารประกอบ ไอออ นิ ก + ดูดพลังงาน - คาย พลังงาน & ไม่มีการเปลี่ยนแปลงพลังงาน
8 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี ÿมการไอออนิก (ionic equation) ÿมการที่แÿดงไอออนของÿารประกอบไออนิกของตัüที่ไม่ ละลายน้ าĀรือÿารใĀม่ที่เกิดขึ้น เช่น ปฏิกิริยาระĀü่างÿารละลายซิลเüอร์ไนเทรตกับÿารละลายโซเดียมคลอ ไรด์เขียนÿมการไอออนิกได้ดังนี้ Ag+ (aq) + NO3 - (aq) + Na+ (aq) + Cl- (aq) ---> AgCl(s) + NO3 - (aq) + Na+ (aq) ÿมการไอออนÿุทธิคือ ÿมการที่แÿดงไอออนของÿารประกอบไอออนิกของตัüที่ไม่ละลายน้ าĀรือÿาร ใĀม่ที่เกิดขึ้น Ag+ (aq) + Cl- (aq) ---> AgCl(s) ÿมการโมเลกุล คือ ÿมการที่เขียนแÿดงÿูตรโมเลกุลของÿารตั้งต้นและÿารผลิตภัณฑ์ NaCl(aq) + AgNO3(aq) ---> AgCl(s) + NaNO3(aq) การพิจารณาการละลายน าของÿารประกอบไอออนิก ÿารประกอบที่ละลายน า 1. ÿารประกอบของĀมู่ 1A, NO3 - , NH4 + , ClO3 - , ClO4 - , CH3COO2. Āมู่ 2A กับ 7A ยกเü้น MgF2 และ CaF2 3. ÿารประกอบของ SO4 2- ยกเü้นกับ Hg2+, Pb2+, Sr2+, Ba2+ ÿารประกอบที่ไม่ละลายน า 1. ÿารประกอบของ Ag+ Hg2+ และ Pb2+ ยกเü้น AgF 2. ÿารประกอบของ PO4 3- , CO3 2- , OH- ยกเü้น Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 แบบฝึก 1. ÿารละลายที่ก าĀนดใĀ้คู่ใดที่ผÿมกันแล้üเกิดตะกอน เขียนÿมการอออนิกและÿมการไอออนิกÿุทธิ พร้อม ระบุชื่อตะกอนที่เกิดขึ้น 1.1 ลิเทียมคลอไรด์ กับ ซิลเüอร์ไนเตรท 1.2 แอมโมเนียมคลอไรด์ กับ แคลเซียมไฮดรอกไซด์ 1.3 Potassium iodide กับ Lead (II) Nitrate 2.5 ÿมการไอออนิกและÿมการไอออนิกÿุทธิ Lite City AgTtNd -> AgC + Lit + No สมการไอออนิก Ag+CI -> All สมการไอออ นิ ก สุทธิ เกิดตะกอน ;Agdl/ Silver ( 1) Chloridel NH + ci + ca" + OH > NHIGH สมการไอออนิก NHet + OH ( NH,9H สมการไอออ นิ ก สุทธิ เกิด ตะกอน ;NH,4H ( Nitrate hydroxide) ++ + PINQ5 > PbI, +*+ + N& สมการไอออนิก pprt+I : PDF2 สมการไอออ นิ ก สุทธิ เกิดตะกอน ;PbI, CLeadIIIIcdide)
9 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี พันธะโคเüเลนต์ ( Covalent Bond ) มาจากค าü่า Co ที่Āมายถึงร่üมกัน valent Āมายถึงเüเลนต์ อิเล็กตรอน ดังนั้นพันธะโคเüเลนต์ จึงĀมายถึง พันธะที่เกิดจากการน าเอาเüเลนต์อิเล็กตรอนมาใช้ร่üมกันซึ่ง ธาตุองค์ประกอบ EN ไม่ต่างกันมาก นั่นคือเป็นÿารประกอบที่เกิดจากการÿร้างพันธะกันของธาตุที่เป็นอโลĀะ กับอโลĀะยกเü้น B และ Be ถ้าจับกับอโลĀะถือü่าเป็นพันธะโคเüเลนต์ ธาตุอโลĀะมีค่าอิเล็กโทรเนกาติüิตี………………….. ดังนั้นเมื่อรüมตัüกันจะไม่มีอะตอมใดยอมเÿีย อิเล็กตรอน อะตอมจึงยึดเĀนี่ยüกันโดยใช้……………………………ร่üมกันเรียกการยึดเĀนี่ยüนี้ü่า……………………… และเรียกÿารที่อะตอมยึดเĀนี่ยüกันด้üยพันธะโคเüเลนต์ü่า ÿารโคเüเลนต์(covalent compound) ซึ่งÿ่üน ใĀญ่อยู่ในรูป……………………โดยการเกิดพันธะในโมเลกุลโคเüเลนต์ÿ่üนใĀญ่เป็นไปตามกฎออกเตต ดังตัüอย่าง คลอรีนมีเüเลนซ์อิเล็กตรอน เท่ากับ……………… (การจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น…………………………) ดังนั้น คลอรีนทั้งÿองอะตอมจะใช้เüเลนซ์อิเล็กตรอนร่üมกัน ………คู่ เพื่อใĀ้มีเüเลนซ์อิเล็กตรอนครบ 8 ตามกฎออกเตต พันธะโคเüเลนต์ แก๊ÿคลอรีนเกิดจากการใช้ เüเลนซ์อิเล็กตรอนร่üมกัน 1 คู่ โดยอิเล็กตรอนคู่ที่ใช้ ร่üมกันในการเกิดพันธะเรียกü่า.................................. ÿ่üนอิเล็กตรอนคู่ที่ไม่ได้เกิดพันธะเรียกü่า……………… ซึ่งในโมเลกุลแก๊ÿคลอรีนมีอิเล็กตรอนคู่ร่üมพันธะ 1 คู่ และมีอิเล็กตรอนคู่ โดดเดี่ยü 6 คู่ ชนิดของพันธะ พันธะโคเüเลนต์ที่เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่üมกันเพียง 1 คู่ เรียกü่า พันธะเดี่ยü เช่น PCl3 Br2 พันธะพันธะโคเüเลนต์ที่เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่üมกันเพียง 2 คู่ เรียกü่า พันธะคู่ เช่น CO2 CS2 3.1 การเกิดพันธะโคเüเลนต์ 3. พันธะโคเüเลนต์ สง - เว เลนซ์อิเล็กตรอน พันธะ โควาเลนต์ สารประกอบ 7 -> 2 7 2 อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธภ อิเล็กตรอน คู่โดดเดี่ยว :pi (1 -P- C :Br.. Brr: Br-Br / ::::: &= =& ⑤:: C..? S-C = S
10 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี พันธะโคเüเลนต์ที่เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่üมกันเพียง 3 คู่ เรียกü่า พันธะÿาม เช่น N2 HCN แบบฝึก จงเขียนÿูตรโครงÿร้างของÿารโคเüเลนต์ต่อไปนี ÿูตรโมเลกุล อะตอม กลาง อะตอม ล้อมรอบ โครงÿร้าง แบบจุด โครงÿร้าง แบบลิüอิÿ โครงÿร้าง แบบเÿ้น CCl4 CO2 H2O CH2O SiF4 PH3 โมเลกุลที่ไม่เป็นไปตามกฎออกเตต 1. อะตอมมีValence e- น้อยกü่า 8 ได้แก่โมเลกุลโคเüเลนต์ที่มีH Be B และ Al เป็นองค์ประกอบ 2. อะตอมมีValence e- มากกü่า 8 ได้แก่โมเลกุลโคเüเลนต์บางชนิดของธาตุที่อยู่คาบที่ 3 เป็นต้นไป เช่น P, S, I *ธาตุคาบที่ 1 2 เüเลนต์อิเล็กตรอนĀ้ามเกิน 8 ÿูตรโมเลกุล อะตอม กลาง อะตอม ล้อมรอบ โครงÿร้าง แบบจุด โครงÿร้าง แบบลิüอิÿ โครงÿร้าง แบบเÿ้น HF BeCl2 BF3 AlCl3 PCl5 H.. C: : N : :Ni: N: NEN H- CEN Cl C 21 : 11- 1- C1 c) C & ::::::: := &== & & H H. · H H - -H H- 8 - H H & He, & H.. :: -:: -= & : 5 F :" : -5 - E = - - F H P H +........ H +-- H +-- H # : 7 - H # :... H .. - H Be Cl : ? ... Be . . . : -Be- D1- Be- Cl : : B F :7 . . B..: - F- - F CI Al 2) .... - C1- 1- Cl Cl P 2) ! ! 01- p- cl <1 23
11 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี พันธะโคออร์ดิเนตโคเüเลนต์ (Co-ordinate covalent bond) พันธะที่เกิดจากอะตอมĀนึ่งจ่ายอิเล็กตรอน 1 คู่ไปใĀ้ธาตุตัüใดตัüĀนึ่ง เพื่อใĀ้มีเüเลนต์อิเล็กตรอน ครบ 8 โดยไม่ได้รับอิเล็กตรอนจากธาตุตัüนั้นกลับมา ใช้เÿ้นตรง 1 เÿ้น ( - ) แทน 1 พันธะโคออร์ดิเนต โคเüเลนต์ Āรืออาจจะใช้ลูกýร ( ) แทนก็ได้ โดยที่Āัüของลูกýรจะชี้ไปยังทิýทางของอะตอมคู่ÿร้างพันธะ ที่เข้ามาใช้อิเล็กตรอนร่üมด้üย เช่น ÿูตรโครงÿร้างของโมเลกุล SO2 จงเขียนการเกิดพันธะโคออร์ดิเนตโคเüเลนต์ในโมเลกุลต่อไปนี 1) H2SO4 2) H2SO3 3) HNO3 4) HNO2 5) H2CO3 6) H3PO4 โครงÿร้างเรโซแนนท์ (Resonance Structure) คือ ÿารที่มีÿูตรโครงÿร้างมากกü่า 1 แบบ และทุก ๆ แบบยังคงแÿดงÿมบัติที่แท้จริงของÿารอยู่ ÿัญลักþณ์ : ต าแĀน่งที่พันธะเดี่ยüเรโซแนนซ์กับพันธะคู่ : ใช้พันธะ ....... แทนที่ üงแĀüนแอโรมาติก (üงแĀüนพันธะเดี่ยüÿลับคู่) ใช้ÿัญลักþณ์ O OS OS O O S O "........" = H-- H "...H =H-- H / :? : :? : on => .... - H :... H => ↑- : - H / :0 : : H......... / H = H --- H กลุ่ม OH = H - O-P - iH H :ต่
12 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี ตัüอย่างÿารประกอบที่มีโครงÿร้างเรโซเนนซ์ NO2 SO2 N2O การเขียนÿูตรโมเลกุลÿารโคเüเลนต์ ขั น 1 ก่อนอื่นต้องเรียงล าดับธาตุก่อนĀลังใĀ้ถูกต้อง ตามĀลักÿากลดังนี้ B Bi C Sb As P N H Te Se S At I Br Cl O F ตามล าดับ ขั น 2 Āาÿัดÿ่üนจ านüนอะตอมของธาตุที่มาร่üมพันธะน าจ านüนพันธะที่ธาตุนั้นÿามารถÿร้างได้ตาม กฎออกเตต มาเขียนเรียงไü้เĀนือÿัญลักþณ์ของธาตุคูณทะแยงตัüเลขเĀนือÿัญลักþณ์มาไü้ใต้ÿัญลักþณ์ ทอนตัüเลขเป็นอย่างต่ า ÿูตรของÿารประกอบของธาตุ H กับ S ; H และ S มีเüเลนต์อิเล็กตรอน 1 และ 6 ตามล าดับ ดังนั้น H และ S ต้องการอิเล็กตรอนคู่ร่üมพันธะจ านüน 1 และ 2 ตามล าดับ เพื่อใĀ้แต่ละ อะตอมของธาตุมีการจัดอิเล็กตรอนแบบก๊าซเฉื่อย การเรียกชื่อÿารประกอบโคüาเลนต์ Āลักการ : ÿารประกอบโคเüเลนต์ของธาตุคู่พันธะĀนึ่งเขียนÿูตรได้Āลายแบบ เช่น NO, NO2, N2O3, N2O ดังนั้น การระบุชื่อÿารประกอบต้องใช้ตัüเลขก ากับ 'จ านüนอะตอม' ของธาตุด้üย เลข อ่านü่า ขั นตอนการอ่านชื่อ 1. อ่านชื่อธาตุในÿารประกอบทีละธาตุ 2. บอกจ านüนอะตอมของธาตุ (เลขĀ้อยท้าย) ก่อนด้üยภาþากรีกแล้üจึงบอกชื่อ ธาตุ 3. ธาตุตัüĀลังÿุดใĀ้อ่านลงท้ายด้üย 'ide - ไอด์' N2O5 = ไดไนโตรเจน เพนตะออกไซด์ S2F10 = ไดซัลเฟอร์ เดคะฟลูออไรด์ 4. ถ้าธาตุแรกĀ้อยเลข 1 (ไม่เขียนเลข) ไม่ต้องอ่านตัüเลข CO2 มอนอคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ 5. ถ้าธาตุĀลังÿุดคือ 'O' Ā้อย '1' อ่านü่า 'มอนอกไซด์' NO = ไนโตรเจนมอนอกไซด์ 1 Mono 2 Di 3 Tri 4 Tetra 5 Penta 6 Hexa 7 Hepta 8 Octa 9 Nona 10 Deca 3.2 ÿูตรโมเลกุลและชื่อของÿารประกอบโคเüเลนต์ 1 2 สูตรของสารน้ีเป็ น H S = H2S1 หรือ H2S & N & 0 & N N & &
13 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี จงเขียนÿูตรÿารโคเüเลนต์ต่อไปนี 1. C กับ Cl = ………………………………………………………………………………………………………………. 2. Ge กับ Br = …………………………………………………………………………………………………………………. 3. C กับ O = …………………………………………………………………………………………………………………. 4. Cl กับ O = …………………………………………………………………………………………………………………. 5. N กับ H = …………………………………………………………………………………………………………………. จงอ่านชื่อÿารโคเüเลนต์ต่อไปนี 1.CO2 = ……………………………………………………………………………………………………………………. 2.CO = ……………………………………………………………………………………………………………………. 3.BF3 = ……………………………………………………………………………………………………………………. 4.N2O = ……………………………………………………………………………………………………………………. 5.N2O5 = ……………………………………………………………………………………………………………………. 6.P4O10 = ……………………………………………………………………………………………………………………. 7.OF2 = ……………………………………………………………………………………………………………………. 8.NI3 = ……………………………………………………………………………………………………………………. 9. CCl4 = ……………………………………………………………………………………………………………………. 10. GeBr4= ………………………………………………………………………………………………………….……. คüามยาüพันธะ Āมายถึง ระยะระĀü่างจุดýูนย์กลางของนิüเคลียÿของอะตอมทั้งÿองที่เกิดพันธะกัน 3.3 คüามยาüพันธะและพลังงานพันธะของÿารโคเüเลนต์ CC4 GeBVe &2 &Cle NH, คาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนมอ นอน ออกไซด์ ใบรอนไตรฟลูออไรด์ ไดไนโตรเจน มอน ออกไซด์ ไดไนโตรเจน เพนตะออกไซด์ เตตระฟอสฟอรัส เดคะออกไซด์ ออกซิเจนไดฟลูออไรด์ ไนโตรเจนไตรไอ ออไดด์ คาร์บอน เต ตระคลอไรด์ เจอร์เมเนียมเต ตระ โบรไมค์
14 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี พลังงานพันธะ Āมายถึง พลังงานที่น้อยที่ÿุดที่ใช้เพื่อÿลายพันธะที่ยึดเĀนี่ยüระĀü่างอะตอมคู่Āนึ่งๆ ในโมเลกุลในÿถานะแก๊ÿ พลังงานพันธะÿามารถบอกถึงคüามแข็งแรงของพันธะเคมีได้ โดยพันธะที่แข็งแรง มากจะมีพลังงานพันธะมาก และพันธะที่แข็งแรงน้อยจะมีพลังงานพันธะน้อย การค านüณที่เกี่ยüข้อง พลังงานพันธะ Āมายถึง พลังงานที่ใช้เพื่อÿลายโมเลกุลใĀ้แยกออกเป็นอะตอม ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ประเภท 1. พลังงานÿลายพันธะ 2. พลังงานÿร้างพันธะ Āรือเกิดพันธะ พลังงานÿลายพันธะ Āมายถึง พลังงานที่ใช้ (ดูดเข้าไป) ในการÿลายพันธะภายในโมเลกุล ซึ่งอยู่ใน ภาüะก๊าซใĀ้กลาย เป็นอะตอมในภาüะก๊าซ เช่น Cl2 (g) + 242 kJ 2Cl (g) ; H = +242 kJ/mol พลังงานÿร้างพันธะ Āมายถึง พลังงานที่ได้ (คายออกมา) เมื่ออะตอมภายในÿภาüะก๊าซรüมตัüกัน เป็นโมเลกุลที่อยู่ในÿภาüะก๊าซ เช่น Cl (g) + Cl (g) Cl2(g) + 242 kJ ; H = - 242 kJ/mol คüามยาüพันธะ : พันธะเดี่ยü > เรโซเนนซ์ > พันธะคู่ > พันธะÿาม พลังงงานพันธะ : พันธะÿาม > พันธะคู่ > เรโซเนนซ์> พันธะเดี่ยü คüามแข็งแรง : พันธะÿาม > พันธะคู่ > เรโซเนนซ์ > พันธะเดี่ยü
15 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี การค านüณĀาค่าพลังงานของปฏิกิริยา Āลักการ 1. ดุลÿมการใĀ้เรียบร้อย เขียนÿูตรโครงÿร้างแบบเÿ้นของÿารทั้งĀมด 2. Āาค่าพลังงานรüมทั้งĀมดของÿารตั้งต้น และÿารผลิตภัณฑ์ 3. น ามาĀาผลต่างของค่าพลังงานรüมทั้งÿอง (พลังงานรüมของÿารตั้งต้น ลบ พลังงานรüมของÿาร ผลิตภัณฑ์) 4. ถ้าผลต่างเป็นบüก (ÿารตั้งต้นมากกü่าผลิตภัณฑ์) จะเป็นปฏิกิริยาแบบดูดพลังงาน 5. ถ้าผลต่างเป็นลบ (ผลิตภัณฑ์มากกü่าÿารตั้งต้น) จะเป็นปฏิกิริยาแบบคายพลังงาน การค านüณเกี่ยüกับพลังงานพันธะ มี 2 แบบคือ 1. การค านüณในรูปÿารประกอบ 2. การค านüณในรูปÿมการเคมี โมเลกุลโคเüเลนต์บางประเภท ประกอบด้üยอะตอมจ านüนมาก แต่ถ้าทราบชนิดของÿารประกอบ ก็จะทราบรูปแบบของโครงÿร้างโมเลกุลที่แน่นอนได้เช่น ÿารประกอบไฮโดรคาร์บอน ประกอบด้üยอะตอมของ C กับ H มีĀลักการดังนี้ -. แอลเคน CnH2n+2 มีพันธะเดี่ยüĀมด -. แอลคีน CnH2n มีพันธะคู่ระĀü่างอะตอมของ C 1 แĀ่ง -. แอลไคน์ CnH2n- 2 มีพันธะÿามระĀü่างอะตอมของ C 1 แĀ่ง จงเขียนÿูตรโครงÿร้างแบบเÿ้นและค านüณพลังงานพันธะที่ใช้ในการÿลายของÿารประกอบต่อไปนี C2H6 C2H4 C2H2 1. H: 1 mal x 6 x 413 K5/ mol H H ( : 2478 kJ H- C- C- H H I <- C = 1 mal x 1 x348 ki/ma :2478x348:2,826 C- H = 1 molx 4 x 413 K5/mol It is =1 1652 k <=> : I molx 1x614 KJ/mal it H E, = 2266 K5 H H C- H = 1 mo) x 2 x 414 16 / mol / / :828 k <= C CEC = 1 max 1x837 KJUmal :828+83=1665 KJ
16 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี Table of Bond Energies Single bonds Bond energy Single bonds Bond energy Single Bonds Bond energy Multiple bonds Bond energy H-H 436 C-H 413 C-Br 285 C=C 614 C-C 348 C-O 358 N-H 389 O=O 498 Cl-Cl 243 O-H 464 C-N 305 C=O 741 Br-Br 192 C-Cl 327 H-Cl 431 C≡C 836 1. ค านüณพลังงานที่ใช้ในการÿลาย C3H6Br2 เป็นอะตอมอย่างÿมบูรณ์จะต้องใช้พลังงานกี่กิโลจูล ÿูตรโครงÿร้างแบบเÿ้น ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.จงค านüณพลังงานที่เปลี่ยนแปลงในปฏิกิริยาต่อไปนี้ 2.1 ……H2 + …….O2 ……..H2O ÿูตรโครงÿร้างแบบเÿ้น ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 2.2 …….C2H4 +………. O2 ………CO2 + ………..H2O ÿูตรโครงÿร้างแบบเÿ้น ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. C, H. Bra -> 3C + 6H + 2 Br สารตั้งตั้ต้น สารผลิตภัณฑ์E=& H I If <-> -> 1 mo) x 2 x 348 = 696 K5 i. AH : EstE2 Pr--d-e- Br C- H -> 1 md X 6 x 413: 2478 KT = 3744 + & & H H H C- Bu -> 1 and X 2 x 285 = 570 KJ = 3744 K5/ma E, = 3774 KJ 1 ดูดา 2 / & - & H H He ; H- H พลังงาน 2 mdx1 x 436 Kb/ md :872 kj &-Hพลังงาน 2 molx2x (-464) K5/mo ดู 34:0 พลังงาน ( mdl * 1 x 478 k5/md = 498KJ =- 1856 KJ #, : 872 +498 = 1370 K5 =- 1856 15 :. . AH = 1,370+1-1856): - 456 45 (diel I 3 2 2 H CHp; H -" = - H C=) ; พลังงาน1 mdx14614K5/md =614k5 &-1; พลังงาน 2 molx2x (-464))/md ( - H; พลังงาน | mol x 4x413 ks/mal:1652 1 5 :. SH = 3760 +1- 928): 2832 K) (ดูดา &2 ; d=d พลังงานพันระ3 mdlx 1x 498KI/ma:147415 E, = 614+1652 + 1494 = 3764 KT
17 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี 2.3 …… C3H6 +…… Br2 ………..C3H6Br2 ÿูตรโครงÿร้างแบบเÿ้น ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. โมเลกุลโคเüเลนต์ที่ประกอบด้üยอะตอมมากกü่า 2 อะตอม นอกจากคüามยาüพันธะและพลังงาน พันธะแล้ü ข้อมูลที่ใช้ในการอธิบายÿมบัติของÿาร คือ รูปร่างโมเลกุล (molecular shape) การýึกþาเรื่องคüามยาüพันธะท าใĀ้ทราบระยะĀ่างระĀü่างนิüเคลียÿของอะตอมที่ÿร้างพันธะในโมเลกุล แต่ คüามยาüพันธะไม่ÿามารถบอกลักþณะการจัดเรียงอะตอมในโมเลกุลแบบÿามมิติĀรือรูปร่างโมเลกุลได้ เราอาจท านายรูปร่างโมเลกุลโคเüเลนซ์โดยใช้แบบจ าลองทฤþฎีการผลักระĀü่างคู่อิเล็กตรอนใน üงเüเลนซ์(Valence Shell Electron Pair Repulsion model; VSEPR) โดยพิจารณาจาก จ านüนอิเล็กตรอนรอบอะตอมกลางเฉพาะที่อยู่ในระดับพลังงานนอกÿุด ซึ่งอิเล็กตรอนเĀล่านี้จะเกี่ยüข้องกับ การเกิดพันธะเคมีและมีการจัดตัüใĀ้อยู่Ā่างกันมากที่ÿุดเท่าที่จะเป็นได้เพื่อลดแรงผลักระĀü่างคู่อิเล็กตรอน ซึ่ง มีรายละเอียดดังนี้ A = อะตอมกลาง X = อะตอมล้อมรอบอะตอมกลาง E = อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยü 3.4 รูปร่างโมเลกุลโคüาเลนต์ ( ( H I I 1 / BU- C- C- C -Br ↳3 H6 ""-H ↓ ↓ + ↓ ↓ Br- พลังงาน I mol x2 x-285:-570 ki <=> พลังงาน I mol x1 x614AI/md =614k5 <- 3 พลังงาน 1 mal x2 x-3450 = - 646 K T -C พลังงาน I mdl x1 x 349 K5/md =34dk5 <- H พลังงาน | md*6x1-413):2478 kf C-H พลังงาน ImdX6X418 Kf/md "2508 1 5 Fa = - 3744 15 Bra Br-Br พลังงาน I mol +1 x132 ki/md =132KT AH = E, + En = 3632 + 1-37441:- 112 k5 &, : 3632 K5 I diz)
18 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี 1. โมเลกุลที่มีอะตอมล้อมรอบ 2 อะตอม ÿูตรโมเลกุล โครงÿร้างแบบจุด จ านüน อะตอม ล้อมรอบ จ านüนคู่ lone pair ของอะตอมกลาง ชื่อรูปทรง Geometry (ระบุมุมด้üย) H2O 2 2 Bent CO2 SO2 XeF2 ÿูตรโมเลกุล จ านüน lone pair อะตอมกลาง รูปร่าง มุมพันธะ ชื่อรูปร่าง ตัüอย่าง AX2 0 180 ̊ เÿ้นตรง (Linear) BeCl2 BeH2 HgCl2 AX2E 1 >120 ̊ มุมงอ (Bent) SO2 AX2E2 2 < 109.5 มุมงอ (Bent) H2O H2S AX2E3 3 180 ̊ เÿ้นตรง (Linear) XeCl2 O c O c H c :::: 2 & Linear - O c & ·:: :: 2 ( Bent offe :ce / 3 Lineal Face - F - :: ·ประ >(e ↳ ↳~ # F
19 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี 2. โมเลกุลที่มีอะตอมล้อมรอบ 3 อะตอม ÿูตรโมเลกุล จ านüน lone pair อะตอมกลาง รูปร่าง มุมพันธะ ชื่อรูปร่าง ตัüอย่าง AX3 0 120 ̊ ÿามเĀลี่ยมแบนราบ (Trigonal plana) BF3 BCl3 AX3E 1 > 109.5 ̊ พีระมิดฐาน ÿามเĀลี่ยม (Trigonal pyramidal) NH3 PH3 AX3E2 2 < 90 ̊ รูปตัüที (T-shape) ClF3 3. โมเลกุลที่มีอะตอมล้อมรอบ 4 อะตอม ÿูตรโมเลกุล จ านüน lone pair อะตอมกลาง รูปร่าง มุมพันธะ ชื่อรูปร่าง ตัüอย่าง AX4 0 109.5 ̊ ทรงÿี่Āน้า (Tetrahedral) CH4 CCl4 NH4 + AX4E 1 > 90 ̊และ > 120 ̊ ทรงÿี่Āน้าบิด เบี้ยü (Seesaw) SF4 XeO2F2 AX4E2 2 90 ̊ ÿี่เĀลี่ยมแบนราบ (Square plana) XeF4 ÿูตรโมเลกุล โครงÿร้างแบบจุด จ านüน อะตอม ล้อมรอบ จ านüนคู่ lone pair ของอะตอมกลาง ชื่อรูปทรง Geometry BF3 ClF3 # F.. B. · F / : 3 & 1 แขนราช B 7 - F F / - 2 & F .. C 1. . F 3 +- shape +- 11 - F : / F #
20 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี 4. โมเลกุลที่มีอะตอมล้อมรอบ 5 อะตอม ÿูตรโมเลกุล จ านüน lone pair อะตอมกลาง รูปร่าง มุมพันธะ ชื่อรูปร่าง ตัüอย่าง AX5 0 90 ̊และ 120 ̊ พีระมิดคู่ฐาน ÿามเĀลี่ยม (Trigonal bipyramidal) PCl5 AsF5 AX5E 1 < 90 ̊ พีระมิดฐาน ÿี่เĀลี่ยม (Square pyramidal) BrF5 XeOF4 IF5 ÿูตรโมเลกุล โครงÿร้างแบบจุด จ านüน อะตอม ล้อมรอบ จ านüนคู่ lone pair ของอะตอมกลาง ชื่อรูปทรง Geometry CH4 SF4 ÿูตรโมเลกุล โครงÿร้างแบบจุด จ านüน อะตอม ล้อมรอบ จ านüนคู่ lone pair ของอะตอมกลาง ชื่อรูปทรง Geometry BrF5 PCl5 H ↳ +..... H 4 & ทรงสี่หน้า C H H - H -H ! = # / F.5 :: F 4 / ทรงสี่หน้า < Sรี F F บิดเบี้ยว I & # :E ⑤ & พีระมิด ฐานน +- Bre # / & * # Cl ( ( (1.. ... ( # & พีระ ยิมิต ฐานA "-- Cl 21: :Cl 25 -ch
21 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี 5. โมเลกุลที่มีอะตอมล้อมรอบ 6 อะตอม ÿูตรโมเลกุล จ านüน lone pair อะตอมกลาง รูปร่าง มุมพันธะ ชื่อรูปร่าง ตัüอย่าง AX6 0 90 ̊ ทรงแปดĀน้า (Octahedral) SF6 การเกิดมุมระĀü่างพันธะ มุมระĀü่างพันธะเกิดจากแรงผลักของอิเล็กตรอนคู่ร่üมพันธะด้üยกัน Āรืออิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยü ด้üยกัน Āรืออิเล็กตรอนคู่ร่üมพันธะกับอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยü มีผลท าใĀ้อะตอมมีทิýทางไปตามแรงผลัก จึงท า ใĀ้ขนาดของมุมมีค่าแตกต่างกัน มุมระĀü่างพันธะจะแคบĀรือกü้างขึ้นอยู่กับแรงดึงดูดระĀü่างอิเล็กตรอนคู่ ร่üมพันธะและค่าอิเล็กโทรเนกาติüิตี (EN) ของอะตอมกลาง เช่น อะตอมกลางต่างชนิดกัน อะตอมล้อมรอบเĀมือนกัน อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยüเท่ากัน คüามแตกต่างของมุม เนื่องมาจาก - ขนาดของอะตอมกลางต่างกัน คือ S > O - คüามแตกต่างระĀü่างค่า EN ของ O – H กับ S – H แตกต่างกัน คือ ผลต่างของค่า EN ของ O – H > S – H พันธะระĀü่าง O – H เกิดขั้üโมเลกุลที่แรงกü่า ท าใĀ้มุมระĀü่างพันธะมีขนาดใĀญ่กü่า มุมระĀü่างพันธะพิจารณาจาก 1. ระยะĀ่างของอิเล็กตรอนคู่ร่üมพันธะ ถ้าอิเล็กตรอนคู่ร่üมพันธะอยู่Ā่างกันมาก มุมแคบ ถ้า อิเล็กตรอนคู่ร่üมพันธะอยู่Ā่างกันน้อย มุมกü้าง 2. มุมระĀü่างพันธะเปลี่ยนตามค่า EN ของอะตอมกลางและอะตอมล้อมรอบที่แตกต่างกัน ÿูตรโมเลกุล โครงÿร้างแบบจุด จ านüน อะตอม ล้อมรอบ จ านüนคู่ lone pair ของอะตอมกลาง ชื่อรูปทรง Geometry SF6 # # F 5 . . . . F 6 & ทรงแฝดหน้า 5 - F F :: :: F F =F
22 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี จงบอกรูปร่างโมเลกุลของ ÿารโคเüเลนต์ต่อไปนี โมเลกุล รูปร่าง โมเลกุล รูปร่าง BeCl2 NCl3 SF6 SbCl5 CH2Cl2 PCl3 CCl4 PH3 CH2O OF2 HCN H2O COCl2 GeO2 1.ÿภาพขั้üของพันธะ: พิจารณาจากค่า EN และ ชนิดของอะตอมคู่ร่üมพันธะ ดังนี้ อะตอมคู่ร่üมพันธะเป็นธาตุชนิดเดียüกัน (ค่า EN เท่ากัน) ………………………………………. อะตอมคู่ร่üมพันธะเป็นธาตุต่างชนิดกัน (ค่า EN ไม่เท่ากัน) ……………………………………… 2. การเขียนÿัญลักþณ์แทนขั้üพันธะใช้เครื่องĀมาย เดลต้า ( ) แทนขั้üไฟฟ้า เช่น H – Cl , Cl – O , O – F , N – Cl 3. การเปรียบเทียบคüามแรงของขั้üพิจารณาจากผลต่างของค่า EN 4. โมเลกุลที่ประกอบด้üย พันธะไม่มีขั้ü โมเลกุลไม่มีขั้ü โมเลกุลที่ประกอบด้üยพันธะมีขั้üโมเลกุลมีขั้ü Āรือ ไม่มีขั้ü ก็ได้ 5. การพิจารณาÿภาพขั้üของโมเลกุลพิจารณาจาก (อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยü อะตอมล้อมรอบ รูปร่างโมเลกุล) 3.5 ÿภาพขั üของโมเลกุลโคüาเลนต์ โมเลกุลที่ไม่มีขั้ü โมเลกุลที่มีขั้ü Line ar Trigonal Pyramidal & tahedral Trigonal Bipyramidal Tetrahedral Trigonal Pyramidal Tetraheard Trigonai Pyramidal Trigonal plan a Bent Line ar Bent trigonal plano Bent พันธะไม่มีขั้วขั้ พันระ มีตั้วตั้
23 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี ÿภาพขั üของโมเลกุล โมเลกุล ÿูตรโครงÿร้าง ทิýทางของแรง ÿภาพขั üของพันธะ ÿภาพขั üของโมเลกุล BCl3 CH4 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 HCN SiH4 NH3 SCl2 PH3 Cl # C / ↳ ( ( - ↑ +- " - H -it / # + / H - - 23 -the / - H Cl / it - C - H / -- / & +- ( ↓ C1 --Cl + -> / % ↓ cl H - C =N -> -> / - It / H - S - H -- / % ↑ H ( N ↓ / % H - ↳ +- - S - / / 21 Cl /* H ( - P ↳ ↓ ↑ / % H H I
24 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี แรงยึดเĀนี่ยüระĀü่างโมเลกุลÿ่งผลต่อจุดเดือดจุดĀลอมเĀลü พันธะเคมีเป็นแรงทางไฟฟ้าที่เกิดจากอิเล็กตรอน (โดยเฉพาะอิเล็กตรอนเüเลนซ์) นอกจากแรงทาง ไฟฟ้าที่เป็นพันธะเคมีภายในโมเลกุลที่กล่าüมาแล้ü 3 ชนิด (พันธะไอออนิก พันธะโคเüเลนซ์และพันธะ โคออร์ดิเนตโคเüเลนซ์) ยังมีพันธะเคมีชนิดอื่นๆ อีก) ทั้งที่เกิดขึ้นระĀü่างโมเลกุลและเกิดขึ้นภายในโมเลกุล 1.แรงลอนดอน ( London Force) เป็นแรงที่เกิดจากการดึงดูดทางไฟฟ้าของโมเลกุลที่ไม่มีขั้üซึง แรงดึงดูดทางไฟฟ้านั้นเกิดได้จากการเลื่อนที่ของอิเลคตรอนอยู่างเÿียÿมดุลท าใĀ้เกิดขั้üเล็กน้อย และขั้üไฟฟ้า เกิดขึ้นชั่üคราüนี้เอง จะเĀนี่ยüน ากับโมเลกุลข้างเคียงใĀ้มีแรงยึดเĀนี่ยüเกิดขึ้น ดังนั้นยิ่งโมเลกุลมีขนาดใĀญ่ก็ จุยิ่งมีโอกาÿที่อิเลคตรอนเคลื่อนที่ได้เÿียÿมดุลมากจึงอาจกล่าüได้ü่าแรงลอนดอนแปรผันตรงกับขนาดของ โมเลกุล เช่น F2, Cl2, Br2, I2 และ CO2 เป็นต้น 2. แรงไดโพล - ไดโพล (Dipole-Dipole interaction) เป็นแรงยึดเĀนี่ยüที่เกิดระĀü่างโมเลกุลที่มี ขั้üÿองโมเลกุลขึ้นไปเป็นแรงดึงดูดทางไฟฟ้าที่แข็งแรงกü่าแรงลอนดอน เราะเป็นขั้นไฟฟ้าที่เกิดขึ้นอย่างถาüร โมเลกุลจะเอาด้านที่มีประจุตรงข้ามกันĀันเข้าĀากัน ตามแรงดึงดูดทางประจุ เช่น H2O, HCl, H2S เป็นต้น 3. พันธะไฮโดรเจน ( hydrogen bond ) เป็นแรงยึดเĀนี่ยüที่มีค่าÿูงมาก โดยเกิดระĀü่างไฮโดรเจน กับธาตุค่า E.N.ÿูง ( F O N ) เข้ามาÿร้างแรงยึดเĀนี่ยüด้üยได้เช่น H2O , HF ,NH3 เป็นต้น ÿาร รูปร่าง โมเลกุล ÿภาพขั ü ของพันธะ โคเüเลนต์ ÿภาพขั üของ โมเลกุล โคเüเลนต์ แรงยึดเĀนี่ยüระĀü่างโมเลกุล ลอนดอน แรงระĀü่าง ขั ü พันธะ ไฮโดรเจน CO2 เÿ้นตรง มีขั้ü ไม่มีขั้ü - - NH3 O2 HF 3.6 แรงยึดเĀนี่ยüระĀü่างโมเลกุลและÿมบัติของÿารโคเüเลนต์ Trigend มีขั้วขั้ ไม่มีขั้วขั้ / - - Pyramid Linear ไม่มีขั้นขั้ไม่มี ขั้นขั้ - 2 บ Lineck มีตี้ว มี ตั้งตั้ อ ~ - /
25 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี ÿาร รูปร่าง โมเลกุล ÿภาพขั ü ของพันธะ โคเüเลนต์ ÿภาพขั üของ โมเลกุล โคเüเลนต์ แรงยึดเĀนี่ยüระĀü่างโมเลกุล ลอนดอน แรงระĀü่าง ขั ü พันธะ ไฮโดรเจน N2O CCl4 CH4 NCl3 ÿารโคเüเลนต์บางชนิดมีจุดเดือดจุดĀลอมเĀลüÿูงมากมีคüามแข็ง แต่คüามแข็งจะมากĀรือน้อยขึ้นอยู่กับ การจัดเรียงอะตอมในโครงผลึกร่างตาข่าย ซึ่งมีโครงÿร้างโมเลกุลขนาดใĀญ่ เพราะเกาะกันแบบโครงร่าง ตาข่าย เรียกü่า ÿารโครงผลึกร่างตาข่าย เช่น เพชร แกรไฟต์ SiC SiO2 1. เพชร (Diamond) เป็นอัญรูปĀนึ่งของคาร์บอนและเป็นผลึกร่างตาข่าย โครงÿร้างของเพชร ประกอบด้üยอะตอมของคาร์บอน ซึ่งคาร์บอนแต่ละอะตอมใช้เüเลนซ์อิเล็กตรอนทั้งĀมด ÿร้างพันธะแบบ โคเü-เลนต์กับอะตอมคาร์บอน ไม่น าไฟฟ้า เพราะü่าคาร์บอนÿร้างพันธะไปทุกทิýทุกทาง ท าใĀ้เพชรมีคüาม แข็งมากกü่าอัญรูปอื่น ๆ ของคาร์บอน 2. แกรไฟต์ (Graphite) เป็นผลึกโคเüเลนต์และเป็นอีกรูปĀนึ่งของคาร์บอน แต่มีโครงÿร้างต่างจาก เพชร คือ อะตอมคาร์บอนจะÿร้างพันธะโคเüเลนต์ต่อกันเป็นüง üงละ 6 อะตอมต่อเนื่องกันอยู่ภายในระนาบ เดียüกัน ซึ่งการจัดเรียงตัüแบบโครงผลึกร่างตาข่ายนี้ท าใĀ้แกรไฟต์มีจุดเดือดจุดĀลอมเĀลüÿูงและÿามารถน า ไฟฟ้าได้ และ มี1 อิเล็กตรอนอิÿระที่ÿามารถเคลื่อนที่ได้ภายในชั้นและแต่ละชั้นไม่ได้ÿร้างพันธะกัน จึง ท าใĀ้ระĀü่างชั้นไม่มีคüามแข็งแรงมาก ÿามารถเลื่อนไถลได้ง่าย ท าใĀ้มีÿมบัติในการĀล่อลื่น เราจึงน าไปท าไÿ้ ดินÿอÿารĀล่อลื่น 3.7 ÿารโคเüเลนต์โครงร่างตาข่าย Linear มีขั้วขั้ มี ขั้วขั้ - - - Tetraheard มีซื้อไม่มี ซื้อ - - Tetrahedral มีขั้วขั้ไม่มี ขั้วขั้ - - Tri grand มีขั้วขั้ไม่มี ขั้วขั้ - - Pyramiddl -
26 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี 3. ซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO2) Āรือซิลิกา เป็นผลึกโคเüเลนต์ที่มีโครงÿร้างเป็นผลึกร่างตาข่ายอะตอม ของซิลิคอนจัดเรียงตัüเĀมือนคาร์บอนในผลึกเพชร แต่มีออกซิเจนคั่นอยู่ระĀü่างอะตอมของซิลิคอน แต่ละคู่ ผลึกซิลิคอนไดออกไซด์จึงมีจุดĀลอมเĀลüÿูงและมีคüามแข็งÿูง ใช้เป็นüัÿดุในการท าแก้ü Āรือกระจก พันธะโลĀะ เกิดจากการที่อะตอมของโลĀะมีพลังงานไอออไนเซชันต่ า (อิเล็กตรอนĀลุดง่าย) ท าใĀ้ เÿียเüเลนซ์อิเล็กตรอนได้ง่ายกลายเป็นไอออนบüก เüเลนซ์อิเล็กตรอนที่Āลุดออกมาจะมีอิÿระ (อิเล็กตรอนอิÿระ) จึงÿามารถเคลื่อนที่ไปได้ทั่ü ทั้งก้อนของโลĀะ พร้อมทั้งเกิดแรงยึดเĀนี่ยüกับไอออนบüกในก้อนโลĀะได้ทุกทิýทาง จากแผนภาพแบบจ าลองทะเลอิเล็กตรอนในโลĀะ พบü่ าโครงÿ ร้ างในÿภ าพของแข็งของโลĀ ะ ประกอบด้üยเüเลนซ์อิเล็กตรอนที่คล้าย “ทะเล” ใน แถบÿีเทาด า ซึ่งไม่อยู่ประจ าที่จะมีการเคลื่อนที่ ตลอดเüลา การที่เüเลนซ์อิเล็กตรอนเคลื่อนออกจาก อะตอมจึงเĀลือเป็นไอออนบüกในก้อนโลĀะ ม า ก ม า ย แ รง ดึง ดู ด ที่ เ ü เ ล น ซ์ อิ เ ล็ ก ต ร อ น (อิเล็กตรอนอิÿระ) มีต่อไอออนบüกจะมีค่ามากกü่า แรงผลักระĀü่างอิเล็กตรอนด้üยกันเองและแรงผลัก ระĀü่างไอออนบüก ผลึกของโลĀะจึงมีคüามเÿถียร 4.1 การเกิดพันธะโลĀะ 4. พันธะโลĀะ
27 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี ปัจจัยที่มีผลต่อคüามแข็งแรงของพันธะโลĀะ 1. จ านüนเüเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอม โลĀะที่มีเüเลนซ์อิเล็กตรอนมากกü่าจะเกิดพันธะโลĀะได้ แข็งแรงกü่า 2. จ านüนประจุของไอออนบüกของโลĀะแต่ละชนิด ถ้ามีประจุยิ่งมากพันธะยิ่งแข็งแรง 3. ขนาดอะตอมของโลĀะ อะตอมที่มีขนาดยิ่งเล็กนิüเคลียÿยิ่งอยู่ใกล้เüเลนซ์อิเล็กตรอนมาก จะเกิด พันธะโลĀะที่ยิ่งแข็งแรง เป็นตัüน าไฟฟ้าได้ดีเพราะมีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปได้ง่ายทั่üทั้งก้อนของโลĀะ แต่โลĀะน าไฟฟ้าได้น้อยลงเมื่อ อุณĀภูมิÿูงขึ้น เนื่องจากไอออนบüกมีการÿั่นÿะเทือนด้üยคüามถี่และช่üงกü้างที่ÿูงขึ้นท าใĀ้อิเล็กตรอน เคลื่อนที่ไม่ÿะดüก โลĀะน าคüามร้อนได้ดี เพราะ มีอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ได้โดยอิเล็กตรอนซึ่งอยู่ตรงต าแĀน่งที่มีอุณĀภูมิÿูง จะ มีพลังงานจลน์ÿูง และอิเล็กตรอนที่มีพลังงานจลน์ÿูงจะเคลื่อนที่ไปยังÿ่üนอื่นของโลĀะจึงÿามารถถ่ายเทคüาม ร้อนใĀ้แก่ÿ่üนอื่นๆของแท่งโลĀะที่มีอุณĀภูมิต่ ากü่าได้ โลĀะตีแผ่เป็นแผ่นĀรือดึงออกเป็นเÿ้นได้ เพราะไอออนบüกแต่ละไอออนอยู่ในÿภาพเĀมือนกัน ๆ กัน และ ได้รับแรงดึงดูดจากประจุลบเท่ากันทั้งแท่งโลĀะ ไอออนบüกจึงเลื่อนไถลผ่านกันได้โดยไม่Āลุดจากกัน เพราะมี กลุ่มของอิเล็กตรอนท าĀน้าที่คอยยึดไอออนบüกเĀล่านี้ไü้ โลĀะมีผิüเป็นมันüาü เพราะกลุ่มของอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ได้โดยอิÿระจะรับและกระจายแÿงออกมา จึงท า ใĀ้โลĀะÿามารถÿะท้อนแÿงซึ่งเป็นคลื่นแม่เĀล็กไฟฟ้าได้ โลĀะมีจุดĀลอมเĀลüÿูง เพราะ พันธะในโลĀะเป็นพันธะที่เกิดจากแรงยึดเĀนี่ยüระĀü่างüาเลนซ์ อิเล็กตรอนอิÿระทั้งĀมดในก้อนโลĀะกับไอออนบüกจึงเป็นพันธะที่แข็งแรงมาก เขียนÿูตรโมเลกุลไม่ได้เขียนได้เฉพาะÿูตรอย่างง่าย เรียกĀน่üยเล็กที่ÿุดü่า อะตอม 4.2 คุณÿมบัติของพันธะโลĀะ
28 เอกÿารประกอบการเรียนรายüิชาเคมี 1 รĀัÿüิชา ü31221 I บทที่ 3 เรื่อง พันธะเคมี เปรียบเทียบÿมบัติของÿารประกอบไอออนิก ÿารโคเüเลนต์ และโลĀะ ÿมบัติ พันธะไอออนิก พันธะโคเüเลนต์ พันธะโลĀะ 1. 2. 3. 4. 5. จุดเดือด สูง ต่า จุดหลอมเหลว การนําไฟฟ้า ของแข็ง ไม่ นํา ไม่ น ไฟํา ฟ้า ของ เซลล นํา ละลายน้า ส่วนใหญ่ ละลาย น้า ได้ดี มี ทั้งทั้ ละลายน้า ไม่ละลาย น้า สถานะ ส่วนใหญ่เป็นของแข็งมีทั้งทั้ 3สถานะ