พันธะเคมี

เอกสารประกอบการบรรยาย
วิชา คม101 หลักเคมี 1

พันธะเคมี (Chemical bonding)

 พนั ธะไอออนกิ
 พนั ธะโคเวเลนต์
 พันธะโลหะ
 แรงยดึ เหนย่ี วระหวา่ งโมเลกุล

อาจารย์ ดร. วีรินท์รดา ทะปะละ
สาขาวชิ าเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยแม่โจ้

ปกี ารศึกษา 1/2564

 พันธะเคมี (chemical bond) หมายถึง แรงยดึ เหน่ียวระหวา่ งอะตอมของธาตุเพอื่ ที่จะเกิด
เปน็ โมเลกลุ หรอื สารประกอบ

 อะตอมของธาตุจะเกดิ อนั ตรกริ ยิ า (interaction) ต่อกนั เกดิ เปน็ แรงท่ียดึ เหน่ียวอะตอมไว้
ดว้ ยกนั เพ่ือเกดิ เปน็ กลุ่มของอะตอมทีเ่ สถียรมากข้นึ

 อิเลก็ ตรอนทเี่ กยี่ วข้องโดยตรง คอื อิเลก็ ตรอนทีอ่ ยใู่ นระดับพลงั งานวงนอกสดุ (valence
shell) หรือเรยี กว่า “เวเลนซ์อเิ ลก็ ตรอน (valence electron)”

 อะตอมของธาตุใดๆ จะมาทาปฏิกริ ิยากนั เพอื่ เกิดเป็นแรงยดึ เหนยี่ วทางเคมีจะเปน็ ไปตาม
“กฏออกเตต (octet rule)” คือ อะตอมจะมารวมกนั เพ่อื ทาให้อเิ ลก็ ตรอนวงนอกสุดมีจานวน
รวมเทา่ กับ 8 ซึ่งเป็นการจัดเรียงอเิ ลก็ ตรอนเหมือนแกส๊ มีตระกลู (noble gas)

 พนั ธะเคมีท่ีเกดิ ขึใ้ นโมเลกุลหรอื สารประกอบ เปน็ ปจั จยั หลักในการกาหนดโครงสรา้ ง สมบตั ิ

ทางเคมี และสมบตั ทิ างกายภาพของสารประกอบน้ัน 2

สญั ลกั ษณจ์ ุดของลวิ อสิ (Lewis dot symbol)

“สัญลกั ษณ์ทใ่ี ชเ้ ขียนแสดงการดาเนนิ ไปของปฏกิ ิรยิ า และการเปลยี่ นแปลง
จานวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนรอบๆ อะตอม”

จุด 1 จุด แทน 1 เวเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอน

3

เป็นไปตามกฏออกเตต

ไมเ่ ป็นไปตามกฏออกเตต

“ไมค่ รบออกเตต” “เกนิ ออกเตต”

ค่ขู องอเิ ลก็ ตรอนทใี่ ช้รว่ มกัน เรียกวา่ อเิ ลก็ ตรอนคู่รว่ มพนั ธะ (bond pair electron)

เขียนแทนโดยใช้เสน้ ตรง โดย 1 เสน้ แทน 1 ค่อู เิ ลก็ ตรอน 4

1. พันธะไอออนิก (Ionic bond)

 พนั ธะไอออนิกเป็นแรงทางไฟฟ้า (electrostatic force) ทีย่ ึดเหนี่ยวไอออนไบวก (cation)
และไอออนลบ(anion) ไว้ดว้ ยกัน เกดิ เปน็ สารประกอบไอออนกิ (ionic compound)

 เกดิ ระหว่างอะตอมของธาตทุ ีม่ ีคา่ อิเลก็ โตรเนกาติวติ ี (electronegativity, EN) ตา่ กับ
อะตอมของธาตทุ ีม่ ีคา่ อิเล็กตรอนอฟั ฟนิ ติ ี (electron affinity, EA) สูง

 ธาตุที่มี I.E. ต่า จะเสียอเิ ลก็ ตรอนไดง้ ่าย จงึ มแี นวโนม้ เกดิ เปน็ ไอออนบวก ไดแ้ ก่ กลุ่มของ
โลหะอัลคาไล (1A) และ อัลคาไลนเ์ อิรท์ (2A)

 ธาตทุ ่มี ี E.A. สูง เป็นธาตุท่ีชอบอเิ ลก็ ตรอน ดงึ อเิ ลก็ ตรอนได้ดี จงึ มีแนวโนม้ เกดิ เปน็ ไอออนลบ
ได้แก่ กลุ่มของอโลหะ หมู่ 5A-7A โดยเฉพาะอย่างย่งิ กลุ่มของแฮโลเจน (7A) และออกซิเจน
ท่ีมกั เกิดสารประกอบไอออนกิ กบั โลหะหมู่ 1A และ 2A

5

ตัวอย่าง ปฏกิ ิริยาระหวา่ งลเิ ทยี มและฟลอู อรนี

การเสียอิเลก็ ตรอนของ Li
การรบั อเิ ลก็ ตรอนของ F
การนาไอออนทัง้ สองมารวมกนั เป็น LiF
ผลรวมของปฏกิ ิรยิ ายอ่ ย

6

ตวั อยา่ ง การเผาแคลเซยี มในอากาศ
ตัวอยา่ ง การเผาลิเทยี มในอากาศ
ตัวอยา่ ง แมกนีเซียมทาปฏกิ ริ ิยากบั ไนโตรเจนที่อุณหภูมสิ งู

7

การเขยี นสตู รสารประกอบไอออนิก

 ธาตุโลหะหมู่ 1A, 2A และ 3A จะมีโครงสรา้ งอิเลก็ ตรอนเป็น ns1, ns2 และ ns2np1 มี
แนวโนม้ สญู เสียอิเลก็ ตรอน 1, 2 และ 3 ตวั ตามลาดับ เกดิ เปน็ ไอออนประจุ +1, +2 และ +3
เขยี นแทนดว้ ย Mn+ (M+, M2+ และ M3+)

 ธาตุอโลหะหมู่ 5A, 6A และ 7A จะมีโครงสร้างอิเลก็ ตรอนเป็น ns2np3, ns2np4 และ ns2np5

มแี นวโน้มท่ีจะรบั อิเล็กตรอน 3, 2 และ 1 ตวั ตามลาดบั เพื่อที่จะทาใหอ้ ิเลก็ ตรอนวงนอกสุด
ครบแปด ดงั นั้นจึงทาใหเ้ กิดไอออนลบประจุ ˗3, ˗2 และ ˗1 เขียนแทนดว้ ย Xp˗ (X3˗, X2˗
และ X˗

 หลักการเขียนสูตรสารประกอบไอออนิก คอื ประจุรวมของไอออนบวกและไอออนลบในสูตร
ของสารประกอบ (สตู รอย่างง่ายท่แี สดงอตั ราส่วนอยา่ งตา่ ) ตอ้ งมีค่าเท่ากับศนู ย์

 การเขยี นสตู รทาไดโ้ ดย การนาเอาตัวเลขแสดงประจุของไอออนบวกและไอออนลบมาคูณไขว้

เปน็ ตัวเลขห้อยแสดงจานวนไอออนลบและไอออนบาก

Mn+ + Xp˗  MpXn 8

ตัวอย่าง 9

Na+  Cl˗ 
Ca2+  Cl˗ 
Ca2+  O2˗ 
NH4+  Cl˗ 
NH4+  SO42˗ 
K+  PO43˗ 
Ba2+  SO2˗ 

การอ่านชื่อสารประกอบไอออนกิ

 อา่ นชอื่ ไอออนบวกกอ่ น เว้นวรรค แลว้ ตามดว้ ยชอ่ื ของไอออนลบ โดยคาลงทา้ ยเปลีย่ นเปน็
“ไ_ด์ (-ide)”

 ไม่ต้องระบจุ านวนอะตอม Sodium chloride
NaCl Sodium และ Chlorine  Potassium fluoride
KF Potassium และ Fluorine 

 ในกรณีทีไ่ อออนบวกสามารถมีประจุได้หลายคา่ เช่น โลหะทรานซิชัน ใหร้ ะบปุ ระจุของ
ไอออนบวกดว้ ยเลขโรมัน (I, II, III, IV, V, VI, VII, …)
FeCl2 iron(II) chloride
FeCl3 iron(III) chloride

10

ช่ือไอออนลบท่ีสาคัญ กลุ่มไอออน ช่ือ
hydroxide
ไอออน ชอ่ื OH˗ nitrate
F˗ fluoride nitrite
Cl˗ chloride NO3˗ acetate
Br˗ bromide NO2˗ carbonate
I˗ iodide CH3COO˗ hydrogencarbonate
H˗ hydride CO32˗ sulfate
O2˗ oxide HCO3˗ phosphate
N3˗ nitride SO42˗
S2˗ sulfide PO43˗

11

สมบัตขิ องสารประกอบไอออนกิ

 พันธะไอออนิกเปน็ แรงดึงดดู ทางไฟฟ้าทยี่ ดึ เหนยี่ วไอออนบวกและไออออนลบเข้าดว้ ยกนั
ทาให้เปน็ พันธะที่แข็งแรงมาก ดังนั้นจงึ ต้องใชพ้ ลงั งานสงู ในการแยกไอออนออกจากกัน

 สารประกอบไอออนิกมีสถานะเป็นของแข็งท่ีอุณภมู ิและความดันปกติ

 จดุ เดือด จุดหลอมเหลวสูงมาก

 สารประกอบไอออนกิ ไม่นาไฟฟ้าและไมน่ าความร้อน ยกเว้นเมือ่ อยู่ในสถานะหลอมเหลว
หรอื สารละลาย จะสามารถนาไฟฟา้ และความรอ้ นได้

 สารประกอบไอออนิกสามารถละลายนา้ ไดด้ ี แตจ่ ะไม่ละลายในตัวทาละลายอนิ ทรยี ์ เช่น
เฮกเซน และ คาร์บอนเตตระคลอไรด์

12

2. พันธะโคเวเลนต์ (Covalent bond)

 พนั ธะท่ีเกดิ ข้ึนระหวา่ งอะตอมของธาตุทม่ี ีความสามารถในการดงึ อิเลก็ ตรอนสูงใกล้คยี งกนั
(มี EN ใกลเ้ คียงกนั )

 เกดิ ระหว่างอโลหะกบั อโลหะ เชน่ C กับ H, C กบั O, C กบั N, C กบั C เป็นตน้

 พันธะเคมีเกิดจากการทีอ่ ะตอมในโมเลกลุ นาเวเลนซ์อเิ ลก็ ตรอนมาใชร้ ว่ มกนั เพอ่ื ใหม้ ี
เวเลนซ์อิเลก็ ตรอนครบออกเตต (จานวนอิเล็กตรอน = 8 ยกเวน้ ไฮโดรเจน = 2)

หรือ

อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ
(bond pair electron)

13

หรอื

อเิ ลก็ ตรอนคู่รว่ มพนั ธะ (bond pair electron)
อิเล็กตรอนคโู่ ดดเดย่ี ว

14

พนั ธะเดีย่ ว (single bond) เกดิ จากการท่ี 2 อะตอมยดึ เหนีย่ วกนั ดว้ ยอเิ ลก็ ตรอน 1 คู่
หรือ หรือ

พนั ธะคู่ (double bond) เกิดจากการท่ี 2 อะตอมยดึ เหน่ียวกันด้วยอิเล็กตรอน 2 คู่
หรอื หรอื

พนั ธะสาม (triple bond) เกดิ จากการท่ี 2 อะตอมยึดเหนย่ี วกันดว้ ยอิเลก็ ตรอน 3 คู่
หรือ หรือ

ความแข็งแรงของพนั ธะ: พนั ธะเดย่ี ว < พนั ธะคู่ < พันธะสาม 15
ความยาวพนั ธะ (bond length): พนั ธะเดีย่ ว > พนั ธะคู่ > พนั ธะสาม 15

ชนิดพนั ธะ ความยาวพนั ธะ (พโิ คเมตร)

CH 107
CO 143
CO 121
CC 154
CC 133
CC 120
CN 143
CN 138
CN 116
NO 136
NO 122
OH 96

16

สมบตั ขิ องสารประกอบโควาเลนต์

 พนั ธะโควาเลนต์เกดิ จากการใช้อิเลก็ ตรอนรว่ มกนั ทาใหไ้ มม่ อี ิเลก็ ตรอนอสิ ระในโครงสรา้ ง
โมเลกุล โมเลกลุ โควาเลนตจ์ งึ ไมน่ นาไฟฟ้า

 จดุ เดอื ด จุดหลอมเหลวค่อนข้างตา่ ยกเวน้ บางโมเลกลุ ที่มีโครงสรา้ งแบบโครงผลกึ ร่างตา
ข่ายโควาเลนต์ เช่น เพชร ซง่ึ จะมีจดุ เดอื ด จุดหลอมเหลวสงู มากๆ

 ความสามารถในการละลายของโมเลกลุ โควาเลนตจ์ ะหลากหลาย ขึน้ กับลักษณะขว้ั ของ
โมเลกลุ “like dissolve like”

17

เปรียบเทยี บสมบัติท่ัวไปบางประการของสารประกอบไอออนิกและสารประกอบโควาเลนต์

สมบตั ิ NaCl CCl4
ลักษณะ ของแข็งสีขาว ของเหลวใสไมม่ สี ี

จุดหลอมเหลว (C) 801 - 23

ความร้อนของการหลอมเหลวต่อโมล (kJ/mol) 30.2 2.5

จุดเดอื ด (C) 1413 76.5

ความร้อนของการกลายเป็นไอตอ่ โมล (kJ/mol) 600 30

การละลายนา้ มาก น้อยมาก

การนาไฟฟ้า ต่า ต่า
สถานะของแข็ง มาก ตา่
สถานะของเหลว

18

การเขียนโครงสรา้ งลวิ อิส

1. วางอะตอมทีส่ รา้ งพนั ธะกนั อยตู่ ดิ กนั แต่หากเปน็ สารประกอบท่มี ีความซับซอ้ น โดยทว่ั ไป
อะตอมที่มีค่า EN นอ้ ยที่สุดจะทาหน้าทเ่ี ปน็ อะตอมกลาง ส่วน H และ ฮาโลเจน (F, Cl, Br, I) มัก
อยทู่ ีต่ าแหน่งปลายสุดของโครงสรา้ ง

2. นบั จานวนเวเลนซ์อิเลก็ ตรอนท้งั หมด
กรณี ไอออนลบ ให้เพม่ิ จานวนอิเล็กตรอนเทา่ กบั จานวนประจลุ บ
ไอออนบวก ให้หักลบจานวนอิเลก็ ตรอนด้วยค่าประจบุ วก

3. วาดพนั ธะเดี่ยวแบบโคเวเลนต์ระหวา่ งอะตอมกลาง และอะตอมท่ีอยลู่ อ้ มรอบ และทาให้
อะตอมท่ีอยลู่ อ้ มรอบครบออกเตต อิเลก็ ตรอนทเ่ี ปน็ ของอะตอมกลางหรอื อะตอมลอ้ มรอบ ทไี่ ม่
เกี่ยวข้องกบั การสรา้ งพนั ธะให้เขียนแสดงในรูปอเิ ลก็ ตรอนค่โู ดดเดย่ี ว

4. จากข้อ 1-3 หากอะตอมกลางมีอิเลก็ ตรอนนอ้ ยกว่า 8 ตวั ใหล้ องเตมิ พนั ธะคู่ หรือ พันธะสาม

ระหวา่ งอะตอมกลางกับอะตอมท่อี ยลู่ อ้ มรอบ โดยใชอ้ เิ ล็กตรอนคู่โดดเด่ยี วจากอะตอมลอ้ มรอบมา

เติมใหอ้ ิเลก็ ตรอนครบ 8 ตัว 19

ตัวอยา่ ง เขยี นโครงสร้างลวิ อิสของไนโตรเจนไตรฟลอู อไรด์ (NF3)
ขัน้ ตอนท่ี 1 คา่ E.N. ของ N < F

ขั้นตอนท่ี 2 นับเวเลนซอ์ ิเล็กตรอนท้งั หมด = N + 3F
= 5 + 3(7)
= 26 e-

ขนั้ ตอนที่ 3 วาดพันธะเด่ยี วระหว่าง N และ F ทาการเติมอิเล็กตรอนครบ 8 สาหรับ F
อเิ ล็กตรอน 2 ตัวทเี่ หลือ เขียนที่ N

20

ตวั อย่าง เขียนโครงสรา้ งลวิ อิสของกรดไนตริก (HNO3)
ขน้ั ตอนท่ี 1 เขยี นโครงสรา้ งของ HNO3

ขั้นตอนท่ี 2 นบั เวเลนซอ์ ิเล็กตรอนทั้งหมด = H + N + 3O
= 1 + 5 + 3(6)
= 24 e-

ข้ันตอนท่ี 3 วาดพนั ธะเดย่ี วระหวา่ ง N และ O ท้งั สามอะตอม และ ระหวา่ ง O และ H
ทาการเติมอิเล็กตรอนของ O ให้ครบ 8

ข้นั ตอนที่ 4 ทกุ อะตอม O ครบออกเตต แต่ N มเี พยี ง 6e- จงึ ยา้ ยอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวจาก O 1
อะตอม เพื่อมาสร้างพันธะกับ N

21

ตวั อย่าง เขยี นโครงสรา้ งลวิ อสิ ของคาร์บอเนตไอออน (CO32-)
ขน้ั ตอนท่ี 1 เขยี นโครงสร้างของ CO32-

ขั้นตอนท่ี 2 นบั เวเลนซ์อิเลก็ ตรอนทง้ั หมด = C + 3O + 2e-
= 4 + 3(6) + 2
= 24 e-

ขนั้ ตอนท่ี 3 วาดพนั ธะเดี่ยวระหวา่ ง C และ O ทง้ั สามอะตอม
ทาการเตมิ อิเลก็ ตรอนของ O ให้ครบ 8

ข้ันตอนท่ี 4 ทุกอะตอม O ครบออกเตต แต่ C มีเพยี ง 6e- จงึ ย้ายอเิ ลก็ ตรอนค่โู ดดเด่ยี วจาก O 1
อะตอม เพื่อมาสร้างพันธะกับ C

1282

เรโซแนนซ์ (Resonance)

“ การใช้สอง หรือ หลายโครงสร้างลวิ อิส เพือ่ บรรยายถึงโมเลกลุ หน่งึ ”
ตวั อยา่ ง โอโซน (O3) พบวา่ ความยาวพนั ธะ OO ทง้ั คมู่ ีเท่ากันคือ 128 pm
โครงสรา้ งเรโซแนนซ์ (resonance structure)

หรอื

23

ข้อยกเว้นกฎออกเตต boron trifluoride

 การไม่ครบออกเตต

beryllium hydride

 กฎออกเตตแบบขยาย/เกินออกเตต
“อะตอมตัง้ แตค่ าบที่ 3 เม่ือเกดิ สารประกอบ สามารถมอี เิ ล็กตรอนรอบอะตอมกลางเกนิ 8 ตัวได้”

sulfur dichloride sulfur hexafluoride
(ครบออกเตต) (เกินออกเตต)

24

การเขียนสตู รโครงสรา้ งของสารประกอบโควาเลนต์

 ใช้สูตรโครงสร้างแบบลวิ อสิ คือใช้
 แทน พันธะเดีย่ ว
 แทน พนั ธะคู่
 แทน พนั ธะสาม
 แทน อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว

 สตู รโครงสรา้ งแบบเสน้ คอื การเขยี นเฉพาะอเิ ลก็ ตรอนคู่รว่ มพันธะเท่านั้น โดยใชส้ ญั ลกั ษณ์
 หรอื  หรือ  ลกั ษณะเดียวกบั การเขยี นแบบลวิ อสิ

 หาอะตอมกลาง และจานวนพันธะโควาเลนต์ทงั้ หมดก่อน

- อะตอมกลาง คอื อะตอมท่ตี ้องมีจานวนพันธะมากท่ีสดุ

เช่น NH3 อะตอมทมี่ ีพันธะมากทส่ี ดุ คอื N (3 พนั ธะ)
HCN อะตอมทีม่ ีพันธะมากท่สี ดุ คอื C (4 พันธะ)

- จานวนพันธะโควาเลนต์ มปี ระโยชน์ในการตรวจสอบว่าสตู รโครงสร้างทเ่ี ขยี นถูกหรือไม่
25
จานวนพันธะโควาเลนต์ = จานวนอะตอมอโลหะ - 1

เช่น NaOH
จานวนพันธะโควาเลนต์ = 2 – 1 = 1
มี 1 พันธะโควาเลนต์ คือ OH ส่วน Na+ กับ OH˗ เป็นพันธะไอออนิก

CaSO4
จานวนพนั ธะโควาเลนต์ = 5 – 1 = 4
มี 4 พนั ธะโควาเลนต์ ใน SO42- สว่ น Ca2+ กับ SO42˗ เป็นพันธะไอออนกิ

HCN
จานวนพันธะโควาเลนต์ = 3 – 1 = 2
มี 2 พนั ธะโควาเลนต์ คอื HC และ CN

26

การอา่ นช่ือสารประกอบโควาเลนต์

 อ่านชือ่ ธาตตุ ามลาดับกอ่ นหลัง ตามทีป่ รากฏในสูตรเคมี
 เปลีย่ นชือ่ ของธาตุตวั หลังสุดให้ลงทา้ ยดว้ ยเสียง “ไอด์ (-ide)”
 ระบุจานวนอะตอมทีป่ รากฏด้วยภาษาละติน ยกเวน้ กรณธี าตตุ วั แรกมี 1 อะตอมไมต่ อ้ งระบุ

จานวนอะตอม ภาษาละติน mono 27
di
1 โมโน tri
2 ได tetra
3 ไตร penta
4 เตตระ hexa
5 เพนตะ hepta
6 เฮกซะ octa
7 เฮบตะ nona
8 ออกตะ deca
9 โนนะ
10 เดคคะ

ตวั อยา่ ง การอ่านสารประกอบโคเวเลนซ์
CO คาร์บอนโมโนออกไซด์ หรอื คาร์บอนมอนอกไซด์ (carbonmonoxide)
CO2 คาร์บอนไดออกไซด์ (carbondioxide)
NO2 ไนโตรเจนไดออกไซด์ (nitrogendioxide)
N2O5 ไดไนโตรเจนเพนตะออกไซด์ (dinitrogenpentaoxide)
SO2 ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (sulfurdioxide)
SO3 ซลั เฟอร์ไตรออกไซด์ (sulfurtrioxide

28

พันธะโคออรด์ ิเนตโควาเลนต์ (Coordinate covalent bond)

“ค่อู ิเล็กตรอนทน่ี ามาใชร้ ว่ มกัน มาจากอะตอมใดอะตอมหนงึ่ เพียงอะตอมเดียว”

เชน่ โมเลกุล NH4+  เกดิ จาก NH3 ให้อเิ ลก็ ตรอนคโู่ ดดเดยี่ วจากอะตอม N ให้แก่ H+

coordinate covalent bond covalent bond

29

การมีขั้วของพันธะและโมเลกุลโคเวเลนต์

ค่าอิเลก็ โทรเนกาตวิ ติ ี (Electronegativities, EN): ความสามารถในการดงึ อเิ ลก็ ตรอนของอะตอม

EN: X < Y X Y 30

+ -

 พนั ธะโคเวเลนต์แบบไม่มขี ้วั หรอื พันธะไมม่ ีขว้ั (non-polar covalent bond)
“อะตอมท่ีมาสรา้ งพันธะ มคี ่า EN เทา่ กนั ”

CC CCHH OO

 พนั ธะโคเวเลนตแ์ บบมขี ัว้ หรอื พนั ธะมขี วั้ (polar covalent bond)
“อะตอมคู่ร่วมพันธะเปน็ อะตอมของธาตตุ ่างชนดิ กนั คือ มีคา่ EN ไมเ่ ท่ากัน”

CN CH CO NO

H Cl

+ -

31

การมีขวั้ ของโมเลกลุ โคเวเลนต์ “ขน้ึ กบั รูปรา่ งโมเลกลุ และ ค่า EN ของอะตอม”

 โมเลกลุ โคเวเลนต์แบบไมม่ ีข้ัว หรือ โมเลกุลไม่มขี ั้ว (non-polar molecule)
“โมเลกุลที่ขัว้ พันธะหักล้างกนั หมด หรือ รวมกนั ไดเ้ ท่ากบั ศูนย์”

HH OCO
- + + -

F  - Cl  -

B3 + C4 + Cl -
 F- F  -  -Cl

Cl  -

32

 โมเลกุลโคเวเลนต์แบบมขี ว้ั หรอื โมเลกุลมีข้ัว (polar molecule)
“โมเลกลุ ท่ขี ัว้ พันธะรวมกันแลว้ มคี ่าไมเ่ ท่ากบั ศนู ย์ คอื หักลา้ งกนั ไม่หมด”

H Cl Cl  -

+ - 3 C-  + H +
 +H
O2 -
H+ H + H +

33

พลงั งานพันธะกบั ความรอ้ นของปฏกิ ิรยิ า

 พลังงานทเี่ ปลี่ยนแปลงในปฏกิ ิรยิ าเคมีใดๆ จะมีความเก่ียวข้องโดยตรงกับพลังงานทีต่ อ้ งใชใ้ น
การทาลายพันธะเคมขี องสารตงั้ ตน้ และการสรา้ งพนั ธะในสารผลติ ภัณฑ์

 พลังงานพันธะ (bond energy) หมายถึง พลังงานที่ตอ้ งใช้ในการทาลายพนั ธะเคมี เพื่อทาให้
เกดิ อนุภาค (อะตอม) ทเ่ี ป็นกลางทางไฟฟา้
เชน่ H2 (g)  2H (g) H = 436 kJ mol-1
พลงั งานท่ดี ูดกลนื เข้าไปในปฏิกริ ยิ า คอื พลังงานพันธะของไฮโดรเจน

 ถ้าอะตอม 2 อะตอมมารวมกัน และเกิดพนั ธะเคมีข้ึน จะคายพลงั งานออกมาเท่ากับพลังงาน
สลายพนั ธะ
เช่น 2H (g)  H2 (g) H = - 436 kJ mol-1

 พลังงานของปฏิกริ ิยา (Hº)

34

คา่ พลงั งานพันธะเฉลยี่ ของพันธะชนิดตา่ งๆ

พนั ธะ พลงั งานพนั ธะ (kJ/mol) พนั ธะ พลังงานพันธะ (kJ/mol)

35

ตัวอยา่ ง จงทานายคา่ พลังงานของปฏกิ ิรยิ า H2 (g) + Cl2 (g)  2 HCl (g)

ชนิดพนั ธะที่สลาย จานวนพนั ธะที่สลาย คา่ พลงั งานพันธะ ค่าพลงั งานทเ่ี ปลย่ี นแปลง

(kJ/mol) (kJ/mol)

HH (H2) 1 436.4 436.4

ClCl (Cl2) 1 242.7 242.7

ชนิดพนั ธะทส่ี รา้ ง จานวนพันธะที่สร้าง คา่ พลงั งานพนั ธะ คา่ พลงั งานท่ีเปลยี่ นแปลง

(kJ/mol) (kJ/mol)

HCl (HCl) 2 431.9 863.8

Hº = พลงั งานท่ใี ส่เข้าไป - พลงั งานท่ีได้ออกมา
= [436.6 + 242.7] kJ/mol - 863.8 kJ/mol
= - 184.7 kJ/mol

36

ตัวอย่าง จงประมาณค่าพลังงานของปฏิกริ ิยา H2 (g) + O2 (g)  2 H2O (g) (-483.6kJ/mol)

37

ทฤษฎที ใี่ ชอ้ ธบิ ายการเกิดพันธะโคเวเลนซ์

 รปู ร่างโมเลกุลโคเวเลนต์อยา่ งง่าย อาจทานายได้โดย ทฤษฎกี ารผลักกนั ของค่อู ิเล็กตรอน
ในวงเวเลนซ์ (valence shell electron pair repulsion, VSEPR)

 แต่การใช้อเิ ล็กตรอนรว่ มกนั เพื่อสรา้ งพันธะโคเวเลนต์ จะอาศยั ทฤษฎพี นั ธะตา่ งๆ ในการ
อธบิ าย

 ทฤษฎีท่นี ยิ มใชอ้ ย่างกวา้ งขวาง ไดแ้ ก่ ทฤษฎพี ันธะเวเลนซ์ (Valence Bond Theory,
VBT) และ ทฤษฎอี อร์บิทอลเชงิ โมเลกุล (Molecular Orbital Theory, MOT)
รว่ มกับแนวคิดใหม่ที่ใช้อธบิ ายพนั ธะท่ีเหมือนกนั ทกุ ประการหลายๆ พันธะในโมเลกลุ
เรยี กวา่ ไฮบริไดเซชัน (hybridization)

38

แบบจาลองแรงผลักของคอู่ เิ ล็กตรอนในชนั้ นอกสดุ
(Valence-shell electron pair repulsion model: VSEPR)

 หากพจิ ารณาแรงผลกั ระหว่างคู่อเิ ล็กตรอน ถือวา่ พันธะค่แู ละพันธะสามเหมอื นกบั พันธะเด่ียว

 หากโมเลกุลมีโครงสร้างเรโซแนนซ์มากกว่า 2 โครงสร้าง เราสามารถใช้แบบจาลอง VSEPR
อธิบายโครงสร้างใดกไ็ ด้

 การผลกั กนั ระหวา่ งคู่อิเลก็ ตรอน
คูโ่ ดดเด่ยี ว – คโู่ ดดเดีย่ ว > คูโ่ ดดเดยี่ ว – คู่สร้างพนั ธะ > ค่สู รา้ งพนั ธะ – คสู่ ร้างพันธะ

 ในระหว่างคู่อิเล็กตรอนที่ร่วมสร้างพันธะด้วยกันอการผลักกันจะลดลงเมื่อ EN ของอะตอมที่
ล้อมรอบเพ่ิมขึ้น ทั้งน้ีเพราะอะตอมท่มี คี ่า EN สงู จะดึงดูดอิเลก็ ตรอนท่ีร่วมสร้างพันธะเข้าหา
ตัวเองได้มาก ทาให้ความหนาแน่นรอบๆอะตอมกลางน้อยลง เป็นผลทาให้มีการผลักกันลด
นอ้ ยลงดว้ ย

39



e- ค่โู ดดเดี่ยว

e- คูพ่ นั ธะ e- คพู่ นั ธะ

40

ถา้ ใหส้ ตู รทว่ั ไปของโมเลกลุ เปน็ ABmEn
โดยท่ี A = อะตอมกลาง

B = อะตอมทีส่ ร้างพนั ธะกับอะตอมกลาง
m = จานวนคอู่ ิเลก็ ตรอนท่ีสรา้ งพันธะกบั อะตอมกลาง
E = อเิ ล็กตรอนคูโ่ ดดเดยี่ ว (lone pair e-)
n = จานวนอเิ ล็กตรอนคโู่ ดดเดย่ี ว
 โมเลกุลทไ่ี มม่ ี lone pair e-  สูตรทวั่ ไปจะเป็น AXmE0 (หรือ ABm)
 โมเลกุลท่มี ี lone pair e- มีสูตรทั่วไป ABmEn โดยค่า m, n หลากหลาย  รูปร่างจะ
แตกต่างกันไปข้นึ อยกู่ ับแรงผลกั ระหว่างอิเลก็ ตรอนคู่โดดเด่ียวและอิเลก็ ตรอนคู่พันธะ

41

 โมเลกลุ ท่ีอะตอมกลางไมม่ อี เิ ลก็ ตรอนคู่โดดเดย่ี ว ตัวอยา่ ง

จานวนคูอ่ เิ ล็กตรอน การจัดของคูอ่ เิ ล็กตรอน รปู รา่ งของโมเลกุล

42

จานวนคู่อเิ ลก็ ตรอน การจดั ของคูอ่ เิ ล็กตรอน รปู รา่ งของโมเลกลุ ตวั อยา่ ง
43

AB3: BF3 (Boron trifluoride)
AB4: CH4 (Methane)
AB5: PCl5 (Phosphorus pentachloride)

44

 โมเลกลุ ทอี่ ะตอมกลางมอี เิ ลก็ ตรอนคู่โดดเดย่ี ว 1 คู่ หรือมากกวา่ ตัวอยา่ ง

ชนิด จานวนคู่ จานวนคู่ จานวนคู่ การจัดของคู่ รปู ร่างของ
โมเลกลุ อิเล็กตรอน อเิ ล็กตรอน อเิ ลก็ ตรอน อิเล็กตรอน โมเลกุล

ทง้ั หมด คู่ร่วมพันธะ คู่โดดเดยี่ ว

45

ชนิด จานวนคู่ จานวนคู่ จานวนคู่ การจัดของคู่ รูปรา่ งของ ตวั อยา่ ง
โมเลกลุ อิเล็กตรอน อิเล็กตรอน อิเล็กตรอน อิเล็กตรอน โมเลกุล

ทงั้ หมด คูร่ ว่ มพันธะ ค่โู ดดเดีย่ ว

46

ตวั อย่าง จงใชห้ ลกั VSEPR ทานายรูปร่างของโมเลกลุ ต่อไปน้ี

(i) CH4 (ii) CH3Cl (iii) XeF4 (iv) SF4
(viii) SF6
(v) BF3 (vi) NH3 (vii) PCl5
4 e-
(ix) CO2 (x) SO2 1 x 4 อะตอม = 4 e-
8 e-
วิธที า (i) CH4
อะตอมกลาง คือ C มจี านวน valence electron =

จานวน e- ของอะตอม H ทม่ี าร่วมสรา้ งพันธะ =

รวม จานวนอเิ ลก็ ตรอน =

ดังนั้น จานวนอิเลก็ ตรอนที่ใชส้ รา้ งพนั ธะ = 8 e- (4 คู่)
อะตอมกลางจะเหลืออิเลก็ ตรอนทไ่ี มใ่ ชเ้ กิดพนั ธะ = 0 e-
ดงั นน้ั CH4 = AB4  รปู รา่ งเปน็ ทรงสีห่ น้า (tetrahedral)

47

วธิ ที า (iii) XeF4 8 e-
อะตอมกลาง คอื C มจี านวน valence electron = 1 x 4 อะตอม = 4 e-
12 e-
จานวน e- ของอะตอม F ทีม่ ารว่ มสรา้ งพนั ธะ =

รวม จานวนอเิ ล็กตรอน =

ดังนน้ั จานวนอเิ ลก็ ตรอนทใ่ี ชส้ ร้างพันธะ = 8 e- (4 คู่)
อะตอมกลางจะเหลอื อเิ ลก็ ตรอนทไ่ี ม่ใชเ้ กิดพันธะ = 4 e- (2 คู่)

ดงั นนั้ XeF4 = AB4E2  รูปร่างเปน็ ส่เี หลย่ี มแบนราบ (square planar)

48

วธิ ที า (iv) SF4 6 e-
อะตอมกลาง คอื S มจี านวน valence electron = 1 x 4 อะตอม = 4 e-
10 e-
จานวน e- ของอะตอม F ท่ีมารว่ มสร้างพันธะ =

รวม จานวนอิเลก็ ตรอน =

ดังนัน้ จานวนอิเลก็ ตรอนทใี่ ช้สร้างพันธะ = 8 e- (4 คู่)
อะตอมกลางจะเหลืออเิ ลก็ ตรอนทไี่ มใ่ ช้เกิดพนั ธะ = 2 e- (1 คู่)

ดังนัน้ SF4 = AB4E  รูปรา่ งเป็น กระดานหก (seesaw)

49

ทฤษฎพี ันธะเวเลนซ์ (Valence bond theory: VBT)

“อธิบายการเกิดพันธะโคเวเลนต์ว่าเกิดจากการที่คู่อะตอมท่ีจะมาสร้างพันธะกันน้ัน ต้องใช้ออร์
บทิ ลั ของแตล่ ะอะตอม (atomic orbital) มาซอ้ นทับกัน (overlap) เกิดเป็นบรเิ วณของออรบ์ ิทลั ท่ี
ทัง้ 2 อะตอมใช้อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะร่วมกนั และเป็นบรเิ วณทอี่ ิเล็กตรอนคู่ร่วมพนั ธะสามารถ
เคลือ่ นท่ีไปมาได้ สว่ นออรบ์ ิทลั และอิเล็กตรอนที่ไมเ่ กี่ยวกับการสร้างพันธะนั้นยังคงเป็นเฉพาะของ
แตล่ ะอะตอมอยู่”

H H  HH

-bond

50