ตำราเคมีอินทรีย์ [Jadsada Ratniyom]

ตำรา






เคมีอินทรีย์




Organic Chemistry

























































เจษฎา ราษฎร์นิยม
Jadsada Ratniyom



ตำรา


เคมีอินทรีย์






Organic Chemistry




















เจษฎา ราษฎร์นิยม










สาขาวิทยาศาสตร์ทั่วไป คณะครุศาสตร์


มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทา

2563



คำนำ


ิ
ิ
ตำราเคมีอนทรีย์เล่มนี้ ได้เรียบเรียงองค์ความรู้ทางเคมีอนทรีย์จากงานวิจัย หนังสือ
และเอกสารที่เกี่ยวข้อง รวมทั้งจากประสบการณ์การจัดการเรียนรู้ของผู้เขียน ตำราเล่มนี้ใช้
ประกอบการจัดการเรียนรู้ในรายวิชาเคมีอนทรีย์ (GSP 3401) ซึ่งเป็นวิชาในระดับปริญญาตรี
ิ
หลักสูตรครุศาสตรบัณฑิต สาขาวิทยาศาสตร์ทั่วไป ตำราเล่มนี้ได้แบ่งเนื้อหาออกเป็น 14 บท ได้แก่
ิ
ิ
ความรู้เบื้องต้นของเคมีอนทรีย์ การจำแนกและอานชื่อสารอนทรีย์ สเตอริโอเคมี กรดเบสและ
่
ั
ั
ปฏิกิริยาเบื้องต้นของสารอนทรีย์ อลเคน อลคิลเฮไลด์ อลคีน อลไคน์ สารประกอบอะโรมาติก
ั
ิ
ั
แอลกอฮอล์ อัลดีไฮด์และคีโตน กรดคาร์บอกซิลิก อนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิก และเอมีน
ข้อโดดเด่นประการหนึ่งของตำราเล่มนี้ คือ ผู้เขียนได้คัดเลือกและเรียบเรียงเนื้อหา
ิ
ื้
เรื่องทฤษฎีเรโซแนนซ์ นิวคลีโอไฟล์ อเล็กโทรไฟล์ และพนฐานการเขียนลูกศรแสดงการเคลื่อนของ
ิ
ี
อิเล็กตรอนในกลไกการเกิดปฏิกิริยาเคมอนทรีย์ (บทที่ 5) ไว้ก่อนที่จะเริ่มเรียนปฏิกิริยาเคมีและกลไก
ิ
ั
การเกิดปฏิกิริยาของสารอนทรีย์ที่มีหมู่ฟงก์ชัน ในบางบทเรียนยังมีคิวอาร์โค้ดให้สแกนเข้าเรียนผ่าน
คลิปวิดีโอที่ผู้เขียนเป็นผู้จัดทำขึ้น นอกจากนี้ยังมีการบ้านออนไลน์ประจำบทไว้ให้เข้าศึกษา เมื่อทำ
ื่
เสร็จระบบจะส่งคะแนนพร้อมเฉลยทันทีเพอช่วยเสริมการเรียนรู้ของผู้ศึกษาอีกทางหนึ่ง
ในการเรียนวิชาเคมีอนทร์ให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดนั้น ในระหว่างเนื้อหาของตำรา
ิ
เล่มนี้จะมีตัวอย่างโจทย์ที่แสดงวิธีคิดและเฉลยไว้ในระหว่างบทเรียน ผู้เรียนสามารถศึกษาการ
แกปัญหาโจทย์ทางเคมีอนทรีย์ระหว่างเรียนเพอเสริมการเรียนรู้ เมื่อศึกษาเนื้อหาจากตำราหรือเรียน
้
ิ
ื่
เรื่องนั้น ๆ เสร็จสิ้น ผู้เรียนควรฝึกทำแบบฝึกหัดท้ายบท ซึ่งตำราเล่มนี้ได้เรียงแบบฝึกหัดท้ายบทที่
จัดลำดับโจทย์จากง่ายไปโจทย์ขั้นสูงไว้ และสามารถเสริมการเรียนรู้ด้วยการบ้านออนไลน์ประจำ
บทเรียน อย่างไรก็ตามผู้เขียนหวังเป็นอย่างยิ่งว่า ตำราเล่มนี้จะเป็นประโยชน์แก่นักศึกษาที่กำลัง
ื่
ศึกษาในรายวิชาเคมีอนทรีย์และรายวิชาอน ๆ ที่เกี่ยวข้อง รวมถึงผู้สนใจศึกษาทั่วไป และหากมี
ิ
ข้อผิดพลาดประการใด ผู้เขียนขอน้อมรับด้วยความยินดียิ่งและขอขอบคุณในความอนุเคราะห์นั้นมา
ณ โอกาสนี้ด้วย และจะนำไปปรับปรุงเพื่อให้เกิดประโยชน์ต่อการศกษาต่อไป
ึ
ผู้เขียนขอกราบขอบพระคุณคณาจารย์ผู้ประสิทธิประสาทความรู้ทางเคมีแก่ผู้เขียน
อาทิเช่น รองศาสตราจารย์ ดร. สุภาวดี เกียรติเสวี รองศาสตราจารย์ ดร. ศิริลตา ยศแผ่น และรอง

ศาสตราจารย์ ดร. ปรียานุช แสงไตรรัตน์นุกูล ตลอดจนคณาจารย์ทุกท่านของภาควิชาเคมี คณะ
วิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล และขอขอบคุณคณะครุศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทา ที่
เออเฟื้อวัสดุและอุปกรณ์จนทำให้ตำราเล่มนี้สำเร็จลุล่วงมาได้ด้วยดี
ื้



เจษฎา ราษฎร์นิยม

(2)


คำชี้แจงการใช้ตำรา




ิ
เนื่องด้วยงานวิจัยทางการศึกษาด้านการจัดการเรียนรู้ในวิชาเคมีอนทรีย์ (Szu et
ิ
ั
al., 2011) ค้นพบว่า การฝึกทำแบบฝึกหัดเคมีอนทรีย์เป็นส่วนที่มีความสำคัญ ในการพฒนาการ
ิ
เรียนรู้และผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของผู้เรียนในวิชาเคมีอนทรีย์ ในตำรานี้จึงแทรกโจทย์ปัญหาทาง
ื่
เคมีอนทรีย์ไว้ระหว่างเนื้อหาพร้อมแสดงวิธีคิดและเฉลย เพอให้ผู้เรียนได้ศึกษาและทำความเข้าใจใน
ิ
ระหว่างศึกษาบทเรียน และยังเสริมการเรียนรู้ด้วยแบบฝึกหัดท้ายบท จากงานวิจัยของ เจษฎา
ราษฎร์นิยม (2562a, 2562b) ค้นพบว่า การใช้การบ้านออนไลน์ร่วมกับการจัดการเรียนรู้ในรายวิชา

ั
ิ
เคมีอนทรีย์สามารถพฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของผู้เรียนได้ ตำราเล่มนี้จึงสอดแทรกการบ้าน
ออนไลน์ประจำบทไว้หลังแบบฝึกหัดท้ายบท ผู้เรียนสามารถสแกนคิวอาร์โค้ดเข้าทำ พร้อมกันนี้ยังมี
ระบบแจ้งคะแนนและเฉลยทันทีหลังทำเสร็จ เพอฝึกฝนทักษะการแกโจทย์ปัญหาทางเคมอินทรีย์ให้ดี
ื่
ี
้
ยิ่งขึ้น และในบางบทเรียนยังมีคลิปวิดีโอการสอนที่ผู้เขียนจัดทำขึ้นและใช้ประกอบการจัดการเรียนรู้
จริงในรายวิชาเคมีอินทรีย์ (GSP 3401) เพื่อตอบสนองการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21













เรียนผ่านคลิปวิดีโอ การบ้านออนไลน์






นอกจากเทคโนโลยีออนไลน์ที่สอดแทรกไปในตำราเล่มนี้แล้ว ผู้เขียนได้รวบรวมและ
ื้
ิ
จัดเรียงเนื้อหาเรื่องทฤษฎีเรโซแนนซ์ นิวคลีโอไฟล์ อเล็กโทรไฟล์ และพนฐานการเขียนลูกศรแสดง
ิ
ิ
การเคลื่อนของอเล็กตรอนในกลไกการเกิดปฏิกิริยาเคมีอนทรีย์ ไว้ในบทที่ 5 ซึ่งเป็นบทเรียนที่จัดไว้
ก่อนที่จะเรียนเรื่องปฏิกิริยาเคมีและกลไกของปฏิกิริยาเคมีต่าง ๆ ในบทถัด ๆ ไป (บทที่ 6–14) ซึ่ง
ื้
สอดคล้องกับข้อค้นพบในงานวิจัยของ เจษฎา ราษฎร์นิยม (2562a) ที่ค้นพบว่า พนฐานการเขียน
ลูกศรแสดงการเคลื่อนของอเล็กตรอนในกลไกการเกิดปฏิกิริยาเคมีอินทรีย์ จะช่วยส่งเสริมการเรียนรู้
ิ
์
การเขียนกลไกและการทำนายสารผลิตภัณฑของปฏิกิริยาอินทรีย์ในบทอื่น ๆ ต่อไป

สารบัญ




หน้า
คำนำ (1)

คำชี้แจงการใช้ตำรา (2)
สารบัญ (3)
สารบัญภาพ (15)
สารบัญตาราง (23)

บทที่ 1 ความรู้เบื้องต้นของเคมีอินทรีย์ 1
1.1 บทนำ 1
1.2 เคมีอินทรีย์คืออะไร 1
1.3 โครงสร้างของอะตอม 2

1.4 พันธะเคมี 3
1.5 ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีและขั้วของพันธะ 5
1.6 โครงสร้างของลิวอิส 7
1.7 พหุพันธะ 10

1.8 ประจุฟอร์มอล 14
1.9 โครงสร้างสารอินทรีย์ที่มีพันธะไอออนิก 18
1.10 รูปร่างโมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์ 19
1.11 สูตรโครงสร้าง 21

1.12 ไฮบริดไดเซชัน 30
1.13 สภาพขั้วของโมเลกุล 36
1.14 แรงระหว่างโมเลกุล 40

1.15 สรุปเนื้อหาสำคัญประจำบทเรียน 43
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 1 44
การบ้านออนไลน์ประจำบทที่ 1 46
เอกสารอ้างอิง 47
บทที่ 2 ชนิดของสารประกอบอินทรีย์และการอ่านชื่อ 49

2.1 บทนำ 49
2.2 หมู่ฟังก์ชัน 49
2.3 ชนิดของสารประกอบอินทรีย์ 50

2.4 สารประกอบไฮโดรคาร์บอน 50
2.4.1 อัลเคน (alkane) 50
2.4.2 หมู่อัลคิล 52

(4) สารบัญ


หน้า
2.4.3 การอ่านชื่อสารประกอบอัลเคนที่มีโครงสร้างซับซ้อนตามหลัก IUPAC 54
2.4.4 อัลคีน 56
2.4.5 อัลไคน์ 64

2.4.6 อะโรมาติก 69
2.5 สารอินทรีย์ที่มีออกซเจนเป็นองค์ประกอบ 74
ิ
2.5.1 แอลกอฮอล์ 74
2.5.2 อีเธอร์ 77

2.5.3 อัลดีไฮด์และคีโตน 79
2.5.4 กรดคาร์บอกซิลิก 84
2.5.5 เอสเทอร์ 88
2.5.6 แอซิดคลอไรด์ 90

2.6 สารอินทรีย์ที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ 90
2.6.1 เอมีน 90
2.6.2 เอไมด์ 94

2.6.3 ไนไทรล์ 98
2.7 สรุปสาระสำคัญประจำบท 99
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 2 100
การบ้านออนไลน์ประจำบทที่ 2 103
เอกสารอ้างอิง 104

ั
ั
บทที่ 3 อลเคนและคอนฟอร์เมชันของอลเคน 105
3.1 บทนำ 105
3.2 ความหมายและชนิดอัลเคน 105

3.3 ไอโซเมอร์ของอัลเคน 106
ั
3.4 สมบัติทางกายภาพของอลเคน 109
3.4.1 สภาพละลายได้ 109
3.4.2 จุดเดือด 109

3.4.3 จุดหลอมเหลว 111
3.5 ปฏิกิริยาของอัลเคน 112
3.5.1 ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของอัลเคน 112
3.5.2 ปฏิกิริยาการแตกตัวของอัลเคน 112

3.5.3 ปฏิกิริยาของเวิรทส์ 113
3.5.4 ปฏิกิริยาฮาโลจิเนชันของอัลเคน 113
3.6 คอนฟอร์เมชันเนลไอโซเมอร์ของอัลเคน 113
3.6.1 การเขียน Newman projection 115

3.6.2 Newman projection ของ propane 118

สารบัญ (5)


หน้า
3.6.3 Newman projection ของ butane 119
3.7 ไซโคลอัลเคน 122
3.8 ไอโซเมอร์แบบ ซิส-ทรานส์ ของไซโคลอัลเคน 122

3.9 ไซโคลเฮกเซน 123
3.9.1 คอนฟอร์เมชันแบบเก้าอ ี้ 123
3.9.2 การพลิกกลับของวง 126
3.9.3 คอนฟอร์เมชันของไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่ 1 หมู่ 128

3.9.4 คอนฟอร์เมชันของไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่ 2 หมู่ 131
3.10 สรุปสาระสำคัญประจำบท 136
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 3 138
เอกสารอ้างอิง 140

บทที่ 4 สเตอริโอเคม ี 141
4.1 บทนำ 141
4.2 ชนิดของไอโซเมอร์ 141

4.2.1 constitutional ไอโซเมอร์ 142
4.2.2 สเตอริโอไอโซเมอร์ 143
4.3 ไครัลริตี้ 145
4.4 ไครัลลิตี้ และ อแนนทิโอเมอร์ (Enantiomers) สำหรับสารอินทรีย์ 145
ิ
4.4.1 อิแนนทิโอเมอร์ 145

4.4.2 ไครัลเซ็นเตอร์ 147
4.4.3 ระนาบสมมาตร 149
ิ
4.4.4 การวาดคู่อแนนทิโอเมอร์ 150
4.5 การระบุไครัลเซ็นเตอร์ ด้วย R และ S 154
4.5.1 กฏในการระบุความสำคัญของหมู่แทนที่ 154
4.5.2 การระบุ R S ที่ไครัลเซ็นเตอร์ 158
4.6 โครงสร้างแบบฟิชเชอร์ 161

4.6.1 การวาดโครงสร้างแบบฟิชเชอร์ 161
4.6.2 การวาดภาพสะท้อนในกระจกของโครงสร้างแบบฟิชเชอร์ 163
4.7 ไดแอสเตอริโอเมอร์ 165
4.7.1 การหาจำนวนสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้ 165

4.7.2 การหาจำนวนสเตอริโอที่เป็นไปได้โดยใช้โครงสร้างแบบฟิชเชอร์ 170
4.8 มีโซเมอร์ 173
4.9 สเตอริโอไอโซเมอร์ของสารที่มีโครงสร้างเป็นวง 177
4.10 สมบัติทางกายภาพของสเตอริโอไอโซเมอริซึม 180

4.10.1 ออพติคัลแอกติวิตี 180

(6) สารบัญ


หน้า
4.10.2 สมบัติกายภาพของไดแอสสเตอริโอเมอร์ 184
4.11 สรุปสาระสำคัญประจำบท 186
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 4 189

การบ้านออนไลน์ประจำบทที่ 4 193
เอกสารอ้างอิง 194
บทที่ 5 กรดเบสและปฏิกิริยาเบื้องต้นของสารอินทรีย์ 195
5.1 บทนำ 195

5.2 ทบทวนทฤษฎีกรด-เบส 195
5.2.1 ทฤษฎีกรด-เบสของอาร์เรเนียส 195
5.2.2 ทฤษฎีกรด-เบสของ Brønsted–Lowry 195
5.2.3 ทฤษฎีกรด- เบสของลิวอีส 196

5.3 การทำนายความเป็นกรด-เบสของสารอินทรีย์ 197
5.3.1 ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี 198
5.3.2 ขนาด 198

5.3.3 ทฤษฎีเรโซแนนซ์ 198
5.3.4 อินดักทีฟเอฟเฟก 207
5.3.5 ผลของไฮบริไดเซชัน 209
5.3.6 สรุปปัจจัยที่มีผลต่อการทำนายความแรงของกรด 211
5.4 กรด-เบสของลิวอิสกับนิวคลีโอไฟล์และอิเล็กโทรไฟล์ 214

5.5 ชนิดของปฏิกิริยาในเคมีอินทรีย์ 216
5.5.1 ปฏิกิริยาแทนท ี่ 216
5.5.2 ปฏิกิริยาการขจัด 217

5.5.3 ปฏิกิริยาการเติม 217
5.6 การแตกพันธะ และการสลายพันธะ 219
5.6.1 การแตกพันธะ 220
5.6.2 การสร้างพันธะ 221

5.6.3 ชนิดของลูกศรแต่ละแบบในปฏิกิริยาเคมอินทรีย์ 222
ี
5.6.4 คาร์บอนแรดิคัล คาร์โบแคทไอออน และคาร์แบนไอออน Vs นิวคลีโอไฟล์ 224
และอิเล็กโทรไฟล์ในปฏิกิริยาเคมีอินทรีย์
5.6.5 ความเสถียรของคาร์บอนแรดิคัล คาร์โบแคทไอออนและ คาร์แบนไอออน 225

5.7 รูปแบบการเขียนลูกศรแสดงการเกิดปฏิกิริยาเคม 228
ี
5.8 สรุปสาระสำคัญประจำบท 234
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 5 237
การบ้านออนไลน์ประจำบทที่ 5 243

เอกสารอ้างอิง 244

สารบัญ (7)


หน้า
ั
บทที่ 6 อลคิลเฮไลด์ 245
6.1 บทนำ 245
6.2 สมบัติทางกายภาพของอลคิลเฮไลด์ 247
ั
6.2.1 จุดเดือด จุดหลอมเหลวของอัลคิลเฮไลด์ 248
6.2.2 สภาพละลายได้ของอัลคิลเฮไลด์ 248
6.3 ประโยชน์และบทบาทของอัลคิลเฮไลด์บางชนิด 249
ี
6.4 การเขียนปฏิกิริยาเคมอินทรีย์ 250
6.5 ปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ 252
6.5.1 Leaving group 256
6.5.2 นิวคลีโอไฟล์ 258
6.6 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการแทนที่ของนิวคลีโอไฟล์ 264

6.6.1 กลไกแบบ SN2 264
6.6.2 กลไกแบบ SN1 271
6.7 การพิจารณาปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์เกิดผ่าน SN1 หรือ SN2 278

6.7.1 ผลของสารตั้งต้น 278
6.7.2 ความแรงของนิวคลีโอไฟล์ 279
6.7.3 ผลของ leaving group 283
6.7.4 ชนิดของตัวทำละลาย 284
6.8 ปฏิกิริยาการขจัด 286

6.8.1 กลไกแบบ E2 289
6.8.2 กลไกแบบ E1 297
6.9 การแข่งขันกันระหว่าง SN1 และ E1 301

6.10 การพิจารณาปฏิกิริยาการขจัดเกิดผ่านกลไกแบบ E1 หรือ E2 302
6.11 การทำนายปฏิกิริยาเกิดผ่านกลไกแบบ SN1 SN2 E1 E2 304
6.12 การเตรียมอัลคิลเฮไลด์ 311
6.12.1 ปฏิกิริยาฮาโลจิเนชันของมีเทน 311

6.12.2 ลักษณะทั่วไปของกลไกการเกิดปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับแรดิคัล 312
ิ
6.12.3 กลไกการเกดปฏิกิริยาฮาโลจิเนชันของมีเทน 314
6.12.4 ปฏิกิริยาคลอริเนชันของอัลเคนชนิดอื่น ๆ 316
6.12.5 คลอริเนชัน กับ โบรมิเนชัน 318

6.13 ปฏิกิริยาการเตรียม organometallic reagent จากอัลคิลเฮไลด์ 322
6.13.1 ปฏิกิริยาการเตรียมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ 323
6.13.2 ปฏิกิริยาการเตรียม organolithium 325
6.13.3 บทบาทของ organometallic reagent ในการแสดงความเป็นเบส 325

6.13.4 บทบาทของ organometallic reagent ในการเป็นเป็นนิวคลีโอไฟล์ 327

(8) สารบัญ


หน้า
้
6.14 สรุปสาระสำคัญทายบท 330
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 6 334
การบ้านออนไลน์ประจำบทที่ 6 341

เอกสารอ้างอิง 342
บทที่ 7 อลคีน 343
ั
7.1 บทนำ 343
7.1.1 ชนิดของอัลคีนตามหมู่แทนที่รอบพันธะคู่ 343

7.1.2 การหมุนรอบแกนของพันธะคู่ 344
7.2 สมบัติทางกายภาพของอลคีน 345
ั
7.3 การเตรียมอัลคีน 347
ั
7.3.1 การเตรียมอัลคีนจากปฏิกิริยาการขจัดของอลคิลเฮไลด์ 347
7.3.2 ปฏิกิริยาการขจัดน้ำของแอลกอฮอล์ โดยใช้กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา 348
7.3.3 ปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันของอัลเคน 357
7.4 ปฏิกิริยาของอัลคีน 359

7.4.1 บทนำปฏิกิริยาการเติมของอัลคีน 359
7.4.2 ปฏิกิริยาการเติมฮาโลเจนลงในอัลคีน: ฮาโลจีเนชัน 361
7.4.3 ปฏิกิริยาไฮโดรฮาโลจิเนชัน 367
7.4.4 กฎของมาร์คอฟนิคอฟ 370
7.4.5 สเตอริโอเคมของปฏิกิริยาการเติมอิเล็กโทรไฟล์ของ HX 373
ี
7.4.6 ปฏิกิริยาการเติม HBr ลงในอัลคีนแบบแอนติมาร์คอฟนิคอฟ 375
7.4.7 ปฏิกิริยาไฮเดชัน 378
7.4.8 ปฏิกิริยาไฮโดรโบเรชัน–ออกซิเดชัน 383

7.4.9 การเปรียบเทียบปฏิกิริยาไฮเดชัน 390
7.4.10 ปฏิกิริยาการเติมไฮโดรเจนโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา 391
7.4.11 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของอัลคีน 395
7.5 สรุปสาระสำคัญประจำบท 398

แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 7 402
การบ้านออนไลน์ประจำบทที่ 7 406
เอกสารอ้างอิง 407
ั
บทที่ 8 อลไคน์ 409
8.1 บทนำ 409
ั
8.2 สมบัติทางกายภาพของอลไคน์ 411
8.3 การเตรียมอัลไคน์ 412
8.4 ปฏิกิริยาของอะเซทิไลด์ไอออน 415

8.4.1 ปฏิกิริยาของอะเซทิไลด์ไอออนกับอัลคิลเฮไลด์ 416

สารบัญ (9)


หน้า
8.4.2 ปฏิกิริยาการเติมอะเซทิไลด์ไอออนลงในหมู่คาร์บอนิล 420
8.5 ปฏิกิริยาของอัลไคน์ 426
8.5.1 บทนำปฏิกิริยาการเติมของอัลไคน์ 426

8.5.2 ปฏิกิริยาการเติมไฮโดรเจนเฮไลด์ 427
8.5.3 ปฏิกิริยาการเติมฮาโลเจน 431
8.5.4 ปฏิกิริยาไฮเดรชันของอลไคน์ 433
ั
8.5.5 ปฏิกิริยาไฮโดรโบเรชัน-ออกซิเดชันของอัลไคน์ 438

8.5.6 ปฏิกิริยาการเติมไฮโดรเจนของอัลไคน์ 443
ั
8.5.7 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของอลไคน์โดยใช้ KMnO4 450
8.5.8 ปฏิกิริยาโอโซโนไลซิสของอัลไคน์ 452
8.6 สรุปสาระสำคัญประจำบท 454

แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 8 458
การบ้านออนไลน์ประจำบทที่ 8 460
เอกสารอ้างอิง 461

บทที่ 9 เบนซีนและสารประกอบอะโรมาติก 463
9.1 โครงสร้างของเบนซีน 463
9.2 เกณฑ์การตัดสินความเป็นอะโรมาติก 465
9.3 ตัวอย่างของสารประกอบอะโรมาติก 470
9.3.1 Annulene 470

9.3.2 สารประกอบอะโรมาติกเฮทเทอโรไซคลิก 471
9.3.3 สารประกอบอะโรมาติกที่ติดประจุ 475
9.4 ปฏิกิริยาของสารประกอบอะโรมมาติก 478

9.4.1 ปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยอิเล็กโทรไฟล์ของสารประกอบอะโรมาติก 478
9.4.2 ปฏิกิริยาฮาโลจีเนชันของเบนซีน 481
9.4.3 ปฏิกิริยาไนเตรชันของเบนซีน 483
9.4.4 ปฏิกิริยาซัลโฟเนชันของเบนซีน 485

9.4.5 ปฏิกิริยาดีซัลโฟเนชัน 486
9.4.6 การพิจารณาหมู่ให้และหมู่ดึงอิเล็กตรอนที่เกาะบนวงเบนซีน 487
9.4.7 ปฏิกิริยาแทนที่ด้วยอิเล็กโทรไฟล์ของเบนซีนที่มีหมู่แทนที่ 491
9.4.8 อิทธิพลของหมู่กำหนดตำแหน่ง ortho para ที่เป็นหมู่กระตุ้น 492

9.4.9 อิทธิพลของหมู่กำหนดตำแหน่ง meta ที่เป็นหมู่ลดการกระตุ้น (หมู่ -NO2) 495
9.4.10 อิทธิพลของหมู่กำหนดตำแหน่ง ortho para ที่เป็นหมู่ลดการกระตุ้น 497
(หมู่ฮาโลเจน, X)
9.4.11 สรุปอิทธิพลของหมู่แทนที่ในปฏิกิริยาแทนที่ด้วยอิเล็กโทรไฟล์ 499

9.4.12 ปฏิกิริยาฟรีเดล-คราฟท์อัลคิลเลชัน 502

(10) สารบัญ


หน้า
9.4.13 ปฏิกิริยาฟรีเดล-คราฟท์เอซีเลชัน 509
9.4.14 ปฏิกิริยาการเตรียมอลดีไฮด์จากเบนซีน 512
ั
9.4.15 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของอัลคิลเบนซีน 513

ั
9.4.16 ปฏิกิริยารีดักชันของอลริลคีโตนไปเป็นอัลคิลเบนซีน 514
9.4.17 ปฏิกิริยารีดักชันของไนโตรเบนซีน 515
9.4.18 ปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ลงในวงอะโรมาติก 515
9.5 สรุปสาระสำคัญประจำบท 517

แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 9 521
การบ้านออนไลน์ประจำบทที่ 9 523
เอกสารอ้างอิง 524
บทที่ 10 แอลกอฮอล์ อีเธอร์ และ อีพอกไซด์ 527

10.1 บทนำ 527
10.2 โครงสร้างและพันธะของแอลกอฮอล์ อีเธอร์ และอีพอกไซด์ 529
10.3 สมบัติทางกายภาพ 530

10.4 การเตรียมแอลกอฮอล์ 532
10.4.1 ปฏิกิริยาไฮเดรชันโดยมีกรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา 533
10.4.2 ปฏิกิริยาไฮโดรโบเรชัน-ออกซิเดชัน 533
10.4.3 ปฏิกิริยาการเติม acetylide ไอออน ลงในหมู่คาร์บอนิล 533
10.5 ปฏิกิริยาการเตรียมแอลกอฮอล์โดยใช้กรินยาร์ดรีเอเจนต์ 534

10.5.1 ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในอัลดีไฮด์และคีโตน 535
10.5.2 ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในฟอร์มัลดีไฮด์เกิดเป็น 1˚ 536
แอลกอฮอล์

10.5.3 ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในอัลดีไฮด์เกิดเป็น 2˚ แอลกอฮอล์ 537
10.5.4 ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในคีโตนเกิดเป็น 3˚ แอลกอฮอล์ 539
10.5.5 สเตอริโอเคมีของปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในสารประกอบ 541
คาร์บอนิล

10.5.6 ข้อจำกัดของปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในสารประกอบคาร์บอนิล 542
10.6 ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในแอซิดคลอไรด์และเอสเทอร์ 545
10.7 สถานะออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ 550
10.8 ปฏิกิริยารีดักชันของอัลดีไฮด์คีโตนเพอการเตรียม 1° และ 2° แอลกอฮอล์ 553
ื่
10.8.1 ปฏิกิริยารีดักชันด้วยไฮไดรด์รีเอเจนต์ 554
10.8.2 ปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาของอัลดีไฮด์คีโตน 558
10.9 การเตรียมอีเธอร์และอพอกไซด์ 560
ี
10.9.1 การเตรียมอีเธอร์ 560

10.9.2 การเตรียมอีพอกไซด์ 562

สารบัญ (11)


หน้า
10.10 ปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์ 566
10.10.1 ปฏิกิริยาการขจัดน้ำของแอลกอฮอล์ โดยใช้กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา 566
10.10.2 ปฏิกิริยาการขจัดน้ำของแอลกอฮอล์ โดยใช้ POCl3 และ ไพริดีน 567

10.10.3 ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแอลกอฮอล์เป็นอัลคิลเฮไลด์ด้วย HX 568
10.10.4 ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแอลกอฮอลฺเป็นอัลิลเฮไลด์ด้วย PBr3 และ SOCl2 575
10.10.5 การเปลี่ยนแอลกอฮอล์ให้เป็นหมู่โทซิเลต (tosylate: OTs) 580
10.10.6 ปฏิกิริยาเอสเทอร์ริฟิเคชันของแอลกอฮอล์ 583

10.11 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ 584
ิ
10.11.1 ตัวออกซไดส์ 584
10.11.2 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ secondary แอลกอฮอล์ 585
10.11.3 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ primary แอลกอฮอล์ 586

10.11.4 ความยากต่อการถูกออกซิไดซ์ของ tertiary แอลกอฮอล์ 588
10.12 ปฏิกิริยาของอพอกไซด์ 589
ี
10.12.1 ปฏิกิริยาการเปิดวงของอพอกไซด์ด้วยนิวคลีโอไฟล์ 589
ี
ี
10.12.2 ปฏิกิริยาของอพอกไซด์กับกรด 591
10.13 สรุปสาระสำคัญประจำบท 595
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 10 601
การบ้านออนไลน์ประจำบทที่ 10 605
เอกสารอ้างอิง 606

บทที่ 11 อัลดีไฮด์และคีโตน 609
11.1 บทนำ 609
11.2 โครงสร้างของอัลดีไฮด์และคีโตน 610

11.3 สมบัติทางกายภาพของอัลดีไฮด์และคีโตน 611
11.4 การเตรียมอัลดีไฮด์ 612
11.4.1 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 1° แอกอฮอล์ 612
11.4.2 ปฏิกิริยาโอโซนโนไลซิสของอัลคีน 613

11.4.3 ปฏิกิริยาไฮโดรโบเรชัน-ออกซิเดชัน 613
11.4.4 ปฏิกิริยาการเตรียมอลดีไฮด์จากเบนซีน 614
ั
11.4.5 ปฏิกิริยารีดักชันของแอซิดคลอไรด์และเอสเทอร์ 614
11.4.6 การเตรียมอัลดีไฮด์จากไนไทรล์ (Nitriles) 620

11.5 การเตรียมคีโตน 622
11.5.1 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 2° แอกอฮอล์ 622
11.5.2 ปฏิกิริยาฟรีเดล-คราฟท์เอซีเลชัน 623
11.5.3 ปฏิกิริยาไฮเดรชันโดยใช้ของอัลไคน์ 623

11.5.4 การเตรียมคีโตนจากแอซิดคลอไรด์ 624

(12) สารบัญ


หน้า
11.5.5 การเตรียมคีโตนจากไนไทรล์ 627
11.6 ปฏิกิริยาของอัลดีไฮด์และคีโตน 630
11.6.1 ปฏิกิริยาทั่วไปของอัลดีไฮด์คีโตน 630

11.6.2 ปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอไฟล์ด้วยกรินยาร์ดรีเอเจนต์ 634
11.6.3 ปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอไฟล์โดยใช้ไฮไดรด์ (H) เป็นนิวคลีโอไฟล์ 635
-
11.6.4 ปฏิกิริยาการเติมไซยาไนด์: ไซยาโนไฮดริน 635
11.6.5 ปฏิกิริยาวิทติก 637

11.6.6 ปฏิกิริยาการเติมของเอมีน 645
11.6.7 ปฏิกิริยาการเติมน้ำลงในอัลดีไฮด์คีโตน: ไฮเดรชัน 651
11.6.8 ปฏิกิริยาการเติมแอลกอฮอล์ลงในอัลดีไฮด์คีโตน: การเกิดอะซีทัล 654
11.6.9 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของอัลดีไฮด์ 659

11.7 สรุปสาระสำคัญประจำบท 660
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 11 665
การบ้านออนไลน์ประจำบทที่ 11 668

เอกสารอ้างอิง 669
บทที่ 12 กรดคาร์บอกซิลิก 671
12.1 บทนำ 671
12.2 สมบัติทางกายภาพของกรดคาร์บอกซิลิก 672
12.3 กรดคาร์บอกซิลิกที่น่าสนใจ 674

12.4 การเตรียมกรดคารบอกซิลิก 676
12.4.1 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 1˚ แอลกอฮอล์ 676
12.4.2 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของอัลคีนและอัลคายโดยใช้ด่างทับทิม (KMnO4) 676

12.4.3 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของอัลคิลเบนซีน 677
12.4.4 ปฏิกิริยาคาร์บอกซิเลชันโดยใช้กรินยาร์ดเอเจนต์ 678
12.4.5 ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของไนไทรล์ 679
12.4.6 ปฏิกิริยาการเติมฮาโลเจนลงในเมทิลคีโตน: ปฏิกิริยาฮาโลฟอร์ม 684

12.5 ปฏิกิริยาทั่วไปของกรดคาร์บอกซิลิก 688
12.6 ปฏิกิริยาของกรดคาร์บอกซิลิก 689
12.6.1 ปฏิกิริยาของกรดคาร์บอกซิลิกกับเบส 689
12.6.2 ปฏิกิริยาการเปลี่ยนกรดคาร์บอกซิลิกไปเป็นแอซิดคลอไรด์ 693

12.6.3 ปฏิกิริยาการเปลี่ยนกรดคาร์บอกซิลิกไปเป็นแอซิดแอนไฮไดรด์ 695
12.6.4 ปฏิกิริยา Fisher เอสเทอริฟเคชัน 696
ิ
12.6.5 ปฏิกิริยาการเปลี่ยนกรดคาร์บอกซิลิกไปเป็นเอไมด์ 701
12.6.6 ปฏิกิริยารีดักชันของกรดคาร์บอกซิลิก 707

12.6.7 ปฏิกิริยาดีคาร์บอกซิเลชัน 710

สารบัญ (13)


หน้า
12.7 สรุปสาระสำคัญประจำบท 712
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 12 716
เอกสารอ้างอิง 720

บทที่ 13 อนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิก 723
13.1 บทนำ 723
13.2 โครงสร้างและการสร้างพันธะของอนุพันธ์ของคาร์บอกซิลิก 727
13.3. สมบัติทางกายภาพของอนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิก 729

13.4. เอสเทอร์และเอไมด์ที่น่าสนใจ 730
13.5 การเตรียมอนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิก 732
13.6 บทนำปฏิกิริยาของอนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิก 732
13.6.1 การทำนายสารผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ของ 733

อนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิก
13.6.2 ความว่องไวของอนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิกต่อปฏิกิริยาการแทนที่ด้วย 735
นิวคลีโอไฟล์
13.7 ปฏิกิริยาของแอซิดคลอไรด์ 738

13.7.1 ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแอซิดคลอไรด์ไปเป็นกรดคาร์บอกซิลิก 738
13.7.2 ปฏิกิริยาของแอซิดคลอไรด์กับแอลกอฮอล์ 739
13.7.3 ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแอซิดคลอไรด์ไปเป็นแอซิดแอนไฮไดรด์ 741
13.7.4 Friedel–Crafts Acylation ของวงอะโรมาติก 741

13.7.5 ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแอซิดคลอไรด์ไปเป็นเอไมด์ 742
13.8 ปฏิกิริยาของแอซิดแอนไฮไดรด์ 744
13.9 ปฏิกิริยาของเอสเทอร์ 746
13.9.1 ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของเอสเทอร์ 746

13.9.2 ปฏิกิริยาของเอสเทอร์กับกริญญารีเอเจนต์ 751
13.9.3 ปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน 751
13.9.4 ปฏิกิริยาการเปลี่ยนเอสเทอร์เป็นเอไมด์ 755
13.10 ปฏิกิริยาของเอไมด์ 757

13.10.1 ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของเอไมด์ 758
13.10.2 ปฏิกิริยารีดักชันของเอไมด์ไปเป็นเอมีน 761
13.10.3 ปฏิกิริยาการขจัดน้ำออกจากเอไมด์เพื่อให้เกิดเป็นไนไทรล์ 763

13.11 ปฏิกิริยาของไนไทรล์ 765
13.12 สรุปสาระสำคัญประจำบท 766
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 13 770
การบ้านออนไลน์ประจำบทที่ 12 และ 13 774
เอกสารอ้างอิง 775

(14) สารบัญ


หน้า
บทที่ 14 เอมีน 777
14.1 บทนำ 777
14.2 โครงสร้างและการสร้างพันธะของเอมีน 779

14.3 สมบัติทางกายภาพของเอมีน 781
14.4 คุณสมบัติความเป็นเบสของเอมีน 783
14.4.1 อิทธิพลความเป็นเบสของเอมีน 784
14.4.2 เปรียบเทียบความเป็นเบสของอัลคิลลามีน (R-NR' 2) กับอัลลิลลามีน (Ar-NR' 2) 785

14.4.3 เปรียบเทียบความเป็นเบสของอะนีลีน (C6H5NH2) กับอะนีลีนที่มีหมู่แทนที่ 786
14.4.4 เปรียบเทียบความเป็นเบสของอัลคิลลามีนกับเอไมด์ 788
14.4.5 ความเป็นเบสของเฮทเทอโรไซคลิกอะโรมาติกเอมีน 789
14.4.6 ความเป็นเบสของเฮทเทอโรไซคลิกอะโรมาติกเอมีนกับเฮทเทอโรไซคลิกเอมีน 790

14.5 ปฏิกิริยาการเตรียมเอมีน 791
14.5.1 ปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์เพื่อการสังเคราะห์เอมีน 791
14.5.2 ปฏิกิริยารีดักชันของไนไทรล์ 796

14.5.3 ปฏิกิริยารีดักชันของหมู่ไนโตร 798
14.5.4 ปฏิกิริยารีดักชันของเอไมด์ 798
14.5.5 ปฏิกิริยารีดักทีฟเอมิเนชันของอัลดีไฮด์คีโตน 799
14.6 ปฏิกิริยาของเอมีน 802
14.6.1 อัลคิลเลชันของเอมีนโดยอัลคิลเฮไลด์ 802

14.6.2 ปฏิกิริยาการเกดเอไมด์ 803
ิ
14.6.3 ปฏิกิริยาการเติมของเอมีน 804
14.6.4 ปฏิกิริยาการขจัดของ Hofmann 804

14.6.5 ปฏิกิริยาของเอมีนกับกรดไนตรัส 808
ี่
14.6.6 ปฏิกิริยาแทนทของเกลืออัลริลไดเอโซเนียม 811
14.6.7 ปฏิกิริยาคัปปลิ้งของเกลืออัลริลไดเอโซเนียม 813
14.7 สรุปสาระสำคัญประจำบท 815

แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 14 819
การบ้านออนไลน์ประจำบทที่ 14 823
เอกสารอ้างอิง 824
บรรณานุกรม 825

ดรรชนี 831

สารบัญภาพ




หน้า
ภาพที่ 1.1 แบบจำลองอะตอม 2

ภาพที่ 1.2 ระดับพลังงานหลัก ระดับพลังงานย่อย และรูปร่างของออร์บิทัล 3
ภาพที่ 1.3 ตัวอย่างของผลึกสารประกอบไอออนิก (LiF) 4
ภาพที่ 1.4 พันธะมีขั้วของ C—Cl ในโมเลกุล chloromethane 7
ภาพที่ 1.5 การเกิดไฮบริดออร์บิทัลระหว่าง s ออร์บิทัล และ p ออร์บิทัลเกิดเป็น sp 30

ไฮบริดออร์บิทัลสองออร์บิทัล
3
ภาพที่ 1.6 การเกิดไฮบริดออร์บิทัล รูปร่างออร์บิทัลที่ใช้ในการไฮบริดเกิดเป็น sp 30
ไฮบริดออร์บิทัลที่แต่ละออร์บิทัลห่างกัน 109.5°
ภาพที่ 1.7 ระดับพลังงานออร์บิทัลในการเกิดไฮบริดไดเซชันของ sp ไฮบริดออร์บิทัล 31
3
3
ภาพที่ 1.8 การซ้อนเหลี่อมของ s ออร์บิทัลของไฮโดนเจนกับ sp ไฮบริดออร์บิทัลของ 32
คาร์บอนอะตอม
ภาพที่ 1.9 แผนฝังระดับพลังงานการเกิด sp ไฮบริดออร์บิทัล 32
2
2
ภาพที่ 1.10 รูปร่างของ sp ไฮบริดออร์บิทัล 33
ภาพที่ 1.11 แผนผังระดับพลังงานการเกิด sp ไฮบริดออร์บิทัล 33
ภาพที่ 1.12 รูปร่างของ sp ไฮบริดออร์บิทัล 34
ภาพที่ 1.13 ตัวอย่างเพมเติมของโมเลกุลมีขั้วและโมเลกุลไม่มีขั้ว 39
ิ่
ภาพที่ 1.14 แสดงตำแหน่งของแรงระหว่างโมเลกุล 40

ี
ภาพที่ 1.15 การเกิดแรงลอนดอนของโมเลกุลไม่มขั้ว 41
ภาพที่ 2.1 แผนภาพแสดงการแบ่งประเภทของสารอินทรีย์ 49
ภาพที่ 2.2 โครงสร้างแบบเส้นและโครงสร้างสามมิติของ cyclohexane 51

ภาพที่ 2.3 การอ่านชื่อหมู่อัลคิล: หมู่อัลคิลจะอ่านเหมือนอัลเคนแต่ตัด –ane ออก 52
แล้วเติม -yl ต่อท้าย
ภาพที่ 2.4 โครงสร้างของหมู่อัลคิลบางชนิด 53
ภาพที่ 3.1 ตัวอย่างชนิดของสารประกอบอัลเคน 105
ั
ภาพที่ 3.2 แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของโมเลกุลที่มีพื้นที่ผิวน้อยกบพื้นที่ผิวมาก 109
ภาพที่ 3.3 กราฟความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนคาร์บอนอะตอมกับจุดเดือดของอัลเคน 110
ภาพที่ 3.4 แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของอัลเคนแบบโซ่ตรงและโซ่กิ่ง 110
ภาพที่ 3.5 กราฟความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนคาร์บอนอะตอมกับจุดหลอมเหลวของ 111

อัลเคน
ี
ภาพที่ 3.6 กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานกับมุมไดฮดรอลของ ethane 117

(16) สารบัญภาพ


หน้า
ภาพที่ 3.7 Newman projection ของ propane ทั้งคอนฟอร์เมอร์แบบ staggered 118
และ eclipsed
ภาพที่ 3.8 คอนฟอร์เมชันแบบต่าง ๆ ของ butane 120

ภาพที่ 3.9 กราฟความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานศักย์กับมุมไดฮีดรอลของหมู่ CH3 สอง 121
หมู่ ของคอนฟอร์เมชันแบบต่าง ๆ ของ butane
ภาพที่ 3.10 โครงสร้าง 3 มิติของไซโคลอัลเคนบางชนิด 122
ภาพที่ 3.11 โครงคาร์บอน สูตรแบบเส้นและมุมพันธะของไซโคลเฮกเซนแบบเก้าอี้ (ภาพ 124

บน) โครงสร้าง 3 มิติและโครงสร้างแบบเส้นที่แสดง H อะตอมของไซโคลเฮ
กเซนแบบเก้าอี้ (ภาพล่าง)
ภาพที่ 3.12 ทางเลือกในการเปลี่ยนคอนฟอร์เมชันของไซโคลเฮกเซน 126
ภาพที่ 3.13 ภาพแสดงการเปรียบเทียบโครงสร้างของไซโคลเฮกเซนเป็นเก้าอและเรือ 127
ี้
ภาพที่ 3.14 การเกิด 1,3-diaxial interactions ของ methylcyclohexane 129
ภาพที่ 4.1 แผนภาพแสดงชนิดของไอโซเมอร์ 142
ภาพที่ 4.2 เปรียบเทียบความแตกต่างของ constitutional isomers 143

กับสเตอริโอไอโซเมอร์
ภาพที่ 4.3 ภาพของวัตถุที่เป็นภาพสะท้อนในกระจกซึ่งกันและกัน (ขวา) ซ้อนทับกันไม่ 145
สนิท (ซ้าย) ซ้อนทับกันสนิท
ภาพที่ 4.4 ภาพสะท้อนในกระจกของ CHBrClF 146
ภาพที่ 4.5 ภาพสะท้อนในกระจกของ H2O และ CH2BrCl 146

ภาพที่ 4.6 ระนาบสมมาตรของสาร (CH3)2CClH 149
ภาพที่ 4.7 ตัวอย่างการลำดับความสำคัญของหมู่แทนที่ที่เกาะอยู่บนคาร์บอนอะตอมที่ 156
เป็นไครัลเซ็นเตอร์

ภาพที่ 4.8 การผ่านแสงปกติผ่านโพลาไรเซอร์ให้ระนาบแสงโพลาไรซ์ 180
ภาพที่ 4.9 แผนภาพแสดงการทำงานของเครื่องโพลาไรเซอร์ 181
ภาพที่ 4.10 คุณสมบัติทางกายภาพของสเตอริโอไอโซเมอร์ของ tartaric acid 185
ทั้ง 3 ชนิด

ภาพที่ 5.1 (a) ความแรงของกรดอินทรีย์ที่เพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มจำนวนคลอรีนอะตอม (b) การดึง 207
อิเล็กตรอนของคลอรีนอะตอมผ่านพันธะซิกมา
ภาพที่ 5.2 การเกิดไฮเปอร์คอนจูเกชันช่วยเพิ่มความเสถียรให้คาร์โบแคทไอออน 227
ภาพที่ 6.1 โครงสร้าง ประเภท และตัวอย่างของอัลคิลเฮไลด์ 245
ภาพที่ 6.2 โครงสร้างและความแตกต่างของ vinyl halide aryl halide allylic 246

halide และ bezylic halide
ภาพที่ 6.3 สภาพขั้วและแรงระหว่างโมเลกุลของอัลคิลเฮไลด์ 227
ี
ภาพที่ 6.4 ทางเลือกในการเขียนปฏิกิริยาเคมอินทรีย์ 251
ภาพที่ 6.5 โครงสร้างของ ethoxide และ tert-butoxide 261

สารบัญภาพ (17)


หน้า
ภาพที่ 6.6 การที่น้ำล้อมรอบประจุบวกและลบ 261
ภาพที่ 6.7 กลไกการเกิดปฏิกิริยาแทนที่แบบ SN2 265
-
ภาพที่ 6.8 แผนภาพพลังงานของปฏิกิริยาระหว่าง OH กับ CH3I 266
ภาพที่ 6.9 การเข้าชนของนิวคลีโอไฟล์ต่ออัลคิลเฮไลด์ชนิดต่าง ๆ 269
ภาพที่ 6.10 กลไกการเกิดปฏิกิริยาแทนที่ของ acetate ผ่าน SN1 272
–
ภาพที่ 6.11 แผนผังพลังงานของปฏิกิริยาแบบ SN1 ระหว่าง (CH3)3CBr กับ CH3COO 273
ภาพที่ 6.12 ลำดับอัตราเร็วของปฏิกิริยาแบบ SN1 เมื่อใช้ อัลคิลเฮไลด์ต่างชนิดกัน 276

ภาพที่ 6.13 ตัวอย่างการทำนายอัลคิลเฮไลด์แต่ละชนิดเกิดผ่านกลไกแบบใด 279
ภาพที่ 6.14 คาร์โบแคทไอออนที่ถูกล้อมรอบด้วยตัวทำละลายมีขั้ว 284
ภาพที่ 6.15 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการขจัดของ tert-butyl bromide ผ่าน E2 289
-
ภาพที่ 6.16 แผนผังพลังงานระหว่างปฏิกิริยา tert-butyl bromide กับ OH 290
ภาพที่ 6.17 การจัดเรียงตัวแบบ anti-periplanar ของอัลคิลเฮไลด์ 291
ภาพที่ 6.18 (a) โครงสร้างของ ethene และ propene ที่มีการแสดงจุดที่จะซ้อนเหลื่อม 294
ิ
ของออร์บิทัล (b) แสดงการเกดไฮเปอร์คอนจูเกชันของ propene และ (c)
แผนภาพระดับพลังงานของออร์ทัลเมื่อเกิดการซ้อนเหลื่อมของ ซิกมาออร์
บิทัลของพันธะ C-H กับ * ของ C=C
ภาพที่ 6.19 แสดงความห่างของหมู่แทนที่ของอัลคีนแต่ละแบบ 294
ภาพที่ 6.20 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการขจัดของ tert-butyl iodide ผ่าน E1 297
ภาพที่ 6.21 แผนภาพพลังงานของปฏิกิริยาการขจัดระหว่าง CH3)3C–I กับ H2O 298

ภาพที่ 6.22 กลไกการเกิดปฏิกิริยาแขงขันระหว่าง SN1 และ E1 302
่
ภาพที่ 6.23 การสลายพันธะแบบ homolysis เกิดเป็นคาร์บอนแรดิคัล และโครงสร้าง 312
ของคาร์บอนแรดิคัล

ภาพที่ 6.24 กลไกการเกิดปฏิกิริยาฮาโลจีเนชันของ CH4 315
ภาพที่ 6.25 กลไกการเกิดปฏิกิริยาโบรมิเนชันของ propane 320
ภาพที่ 6.26 (a) organometallic reagent ที่ใช้เป็นนิวคลีโอไพล์ (b) การพิจารณา 323
organometallic reagent เหมือนนิวคลีโอไฟล์

ภาพที่ 6.27 กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง RX กับ Mg 324
ภาพที่ 6.28 การโคออดิเนตของอีเธอร์กับกรินยาร์ดรีเอเจนต์ 324
ภาพที่ 6.29 กลไกทั่วไปของการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง R"MgX และอัลดีไฮด์หรือคีโตน 328
ั
ภาพที่ 7.1 โครงสร้าง พันธะซิกมาและพนธะไพน์ของอัลคีน 343
ภาพที่ 7.2 ตัวอย่างแสดงการนับหมู่แทนที่รอบ ๆ พันธะคู่ของอัลคีน 344
ภาพที่ 7.3 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการขจัดน้ำของแอลกอฮอล์ โดยใช้กรดเป็นตัวเร่ง 350
ปฏิกิริยา ผ่าน E1
ภาพที่ 7.4 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการขจัดน้ำของแอลกอฮอล์ โดยใช้กรดเป็นตัวเร่ง 352

ปฏิกิริยา ผ่าน E2

(18) สารบัญภาพ


หน้า
ภาพที่ 7.5 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการขจัดน้ำของ butan-2-ol โดยใช้ H2SO4 เป็น 353
ตัวเร่งปฏิกิริยา
ภาพที่ 7.6 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการขจัดน้ำของ 3,3-dimethylbutan-2-ol เกิดผ่าน 358

methyl shift
ภาพที่ 7.7 ปฏิกิริยาการเติมของอัลคีนชนิดต่าง ๆ 360
ภาพที่ 7.8 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติม Br2 ลงใน propene 363
ภาพที่ 7.9 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติม HBr ลงใน cis-but-2-ene 369

ภาพที่ 7.10 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมแบบมาร์คอฟนิคอฟของ 2-methylbut-2- 371
ene
ภาพที่ 7.11 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมแบบแอนติมาร์คอฟนิคอฟของ propylene 376
และ HBr

ภาพที่ 7.12 กลไกการเกิดปฏิกิริยาไฮเดชันของอัลคีน 380
ภาพที่ 7.13 กลไกการเกิดปฏิกิริยาไฮโดรโบเรชัน–ออกซิเดชัน ของสาร 2-methylbut- 385
2-ene

ภาพที่ 7.14 ไฮโดรดบเรชันของอัลคีนที่ไม่สมมาตร 386
ภาพที่ 7.15 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมไฮโดรเจนโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา 392
ภาพที่ 8.1 การซ้อนเหลื่อมของ p ออร์บิทัลของอัลไคน์ 409
ภาพที่ 8.2 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการ dehydrohalogenation ของ 1,1- 414
dichloropentane

ภาพที่ 8.3 สภาพขั้วของหมู่คาร์บอนิล 420
ภาพที่ 8.4 กลไกการเกิดปฏิกิริยาทั่วไปของสารประกอบคาร์บอนิลกับนิวคลีโอไฟล์ 421
ภาพที่ 8.5 ปฏิกิริยาการเติมของ but-1-yne 426

ภาพที่ 8.6 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมไฮโดรเจนเฮไลด์ของอัลไคน์ 428
ภาพที่ 8.7 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมฮาโลเจนของอัลไคน์ 432
ภาพที่ 8.8 การเกิด tautomerization ในสภาวะกรด 434
ภาพที่ 8.9 การเกิด tautomerization ในสภาวะเบส 435

ภาพที่ 8.10 กลไกการเกิดปฏิกิริยาเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชันของอัลไคน์ 436
ภาพที่ 8.11 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมไฮโดรเจนของอัลไคน์โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา 446
ของ Lindlar
ภาพที่ 8.12 กลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักชันของอัลไคน์ไปเป็นทรานอัลคีนโดยใช้ Na/NH3 448

(liq.)
ภาพที่ 8.13 สรุปปฏิกิริยาการเติมไฮโดรเจนแบบต่าง ๆ 449
ภาพที่ 9.1 โครงสร้างของเบนซีน 463
ภาพที่ 9.2 ตัวอย่างปฏิกิริยาแทนที่ด้วยอิเล็กโทรไฟล์ 5 ปฏิกิริยา 479

สารบัญภาพ (19)


หน้า
ภาพที่ 9.3 กลไกโดยทั่วไปของปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยอิเล็กโทรไฟล์ของ 480
สารประกอบอะโรมาติก
ภาพที่ 9.4 กลไกการเกิดปฏิกิริยาโบรมิเนชันของเบนซีน 482

ภาพที่ 9.5 กลไกการเกิดปฏิกิริยาไนเตรชันของเบนซีน 484
ภาพที่ 9.6 กลไกการเกิดปฏิกิริยาซัลโฟเนชันของเบนซีน 486
ภาพที่ 9.7 กลไกการเกิดปฏิกิริยาดีซัลโฟเนชันของเบนซีน 487
ิ
ภาพที่ 9.8 อิทธิพลของหมู่อัลคิลต่อปฏิกิริยาแทนที่ด้วยอเล็กโทรไฟล์ 493
ภาพที่ 9.9 อิทธิพลของหมู่อัลคิลต่อปฏิกิริยาไนเตรชันของโทลูอีน 495
ภาพที่ 9.10 อิทธิพลของหมู่ดึงอิเล็กตรอนต่อปฏิกิริยาไนเตรชัน 497
ภาพที่ 9.11 กลไกการเกิดปฏิกิริยาฟรีเดล-คราฟท์อัลคิลเลชัน 503
ภาพที่ 9.12 กลไกการเกิดปฏิกิริยาฟรีเดล-คราฟท์เอซีเลชัน 510

ภาพที่ 9.13 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ของเบนซีน 517
ภาพที่ 10.1 โครงสร้างของแอลกอฮอล์และอีเธอร์ 529
ี
ภาพที่ 10.2 โครงสร้างและมมภายในพันธะของอพอกไซด์ 530
ุ
ภาพที่ 10.3 กลไกการเกิดปฏิกิริยาทั่วไปของกรินยาร์ดรีเอเจนต์กับสารประกอบ 535
คาร์บอนิล
ภาพที่ 10.4 กลยุทธทั่วไปของการใช้หมู่ปกป้อง 543
ภาพที่ 10.5 แผนภาพแสดงการทำปฏิกิริยาการเติม CH3MgBr ลงใน 5- 545
hydroxypentan-2-one

ภาพที่ 10.6 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในแอซิดคลอไรด์และ 546
เอสเทอร์
ภาพที่ 10.7 กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง ethylmagnesium bromide กับ methyl 547

benzoate
ภาพที่ 10.8 วิธีการพิจารณาการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน รีดีกชันโดยพิจารณาจากพันธะ 551
C–O รอบคาร์บอนอะตอม
ภาพที่ 10.9 กลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักชันของ cyclopentanone ไปเป็น 555

cyclopentanol
ภาพที่ 10.10 ความสามารถในการรีดิวซ์ของ LiAlH4 และ NaBH4 556
ิ
ภาพที่ 10.11 กลไกการเกิดปฏิกิริยาอพอกซเดชัน 565
ี
ภาพที่ 10.12 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการขจัดน้ำของ cyclohexanol โดยใช้ POCl3 และ 568
ไพริดีน
ภาพที่ 10.13 กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง tert-butyl alcohol กับ HBr ผ่านกลไก 570
แบบ SN1
ภาพที่ 10.14 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาระหว่าง butan-1ol กับ HBr 571

(20) สารบัญภาพ


หน้า
ภาพที่ 10.15 กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง 2° แอลกอฮอล์ กับ HCl โดยมี ZnCl 2 เป็นตัวเร่ง 572
ปฏิกิริยา
ภาพที่ 10.16 กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง 1° แอลกอฮอล์ กับ HCl โดยมี ZnCl 2 เป็นตัวเร่ง 573
ปฏิกิริยา
ภาพที่ 10.17 กลไกการเกิดปฏิกริยาของปฏิกิริยาระหว่าง (R)-pentan-2-ol กับ PBr3 577

ภาพที่ 10.18 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาระหว่างอัลคิลแอลกอฮอล์กับ SOCl2 578
ภาพที่ 10.19 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของ (2S)-butan-2-ol กับ TsCl 581
ภาพที่ 10.20 กลไกการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 2° แอลกอฮอล์ โดยใช้ chromic 586
acid reagent

ภาพที่ 10.21 การเปิดวงอีพอกไซด์ที่ไม่สมมาตรด้วย HCl 593
ภาพที่ 11.1 โครงสร้างของหมู่คาร์บอนิล 610
ภาพที่ 11.2 โครงสร้างเรโวแนนซ์และความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในหมู่คารบอนิล 610
ภาพที่ 11.3 โครงสร้างทั่วไป สูตรแบบย่อของคีโตน อัลดีไฮด์ และ ฟอร์มัลดีไฮด์ 611

ภาพที่ 11.4 โครงสร้างของ DIBAL-H และ LiAlH(O-t-Bu)3 615
ภาพที่ 11.5 กลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักชันของแอซิดคลอไรด์ด้วย LiAlH(O-t-Bu)3 617
ภาพที่ 11.6 กลไกการเกิดปฺฏิกิริยารีดักชันของเอสเทอร์ด้วย DIBAl-H 618
ภาพที่ 11.7 กลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักชันไนไทรล์ด้วย DIBAL-H 621

ภาพที่ 11.8 กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่างไนไทรล์กับกรินยาร์ดรีเอเจนต์ 627
ภาพที่ 11.9 กลไกการเกิดปฏิกิริยาทั่วไปของปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอไฟล์ที่หมู่คาร์บอ 631
นิล
ภาพที่ 11.10 กลไกการเกิดปฏิกิริยาทั่วไปของปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอไฟล์โดยมีกรดเป็น 632

ตัวเร่งปฏิกิริยา
ภาพที่ 11.11 ตัวอย่างปฏิกิริยาระหว่าง cyclohexanone กับ นิวคลีโอไฟล์ต่าง ๆ 634
ภาพที่ 11.12 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของการสังเคราะห์ไซยาโนไฮดริน 636

ภาพที่ 11.13 โครงสร้างเรโซแนนซ์ของฟอสฟอรัสอิลลิด 639
ภาพที่ 11.14 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาวิทติก 640
ภาพที่ 11.15 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของการเตรียมอิมีนจากอัลดีไฮด์คีโตน 647
ภาพที่ 11.16 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเตรียมอีนามีนจากอัลดีไฮด์คีโตน 649
ภาพที่ 11.17 การเปรียบเทียบขั้นสุดท้ายของกลไกการเกิดปฏิกิริยาการเตรียมอิมีนและอ ี 649

นามีน
ภาพที่ 11.18 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมน้ำลงในอะซีโตน 652
ภาพที่ 11.19 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมแอลกอฮอล์ลงในอัลดีไฮด์คีโตน 655

ภาพที่ 11.20 การทดสอบของ Tollens และลักษณะสีกระจกเงินที่เคลือบที่หลอดทดลอง 660
ภาพที่ 12.1 โครงสร้างเรโซแนนซ์และความหนาแน่นของอิเล็กตรอนของกรดอะซีติก 671
ภาพที่ 12.2 การเกิดพันธะไฮโดรเจนของกรดคาร์บอกซิลิกและแอลกอฮอล์ 673

สารบัญภาพ (21)


หน้า
ี่
ภาพที่ 12.3 โครงสร้างของ azelaic acid และตัวอย่างผลิตภัณฑ์ยาทมีส่วนผสมของ 674
azelaic acid
ภาพที่ 12.4 โครงสร้างของกรดไกลโคลิก 675

ภาพที่ 12.5 โครงสร้างของสาร GHB และ QR code แสดงภาพข่าวเกี่ยวกับ GHB 675
ภาพที่ 12.6 กลไกการเกิดปฏิกิริยาคาร์บอกซิเลชันโดยใช้กรินยาร์ดเอเจนต์ 678
ภาพที่ 12.7 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของการเปลี่ยนไนไทรล์ไปเป็นเอไมด์ในสภาวะเบส 681
ภาพที่ 12.8 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของการเปลี่ยนไนไทรล์ไปเป็นเอไมด์ในสภาวะกรด 683

ภาพที่ 12.9 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติม I2 ลงในเมทิลคีโตนในสารละลายเบส 685
ภาพที่ 12.10 แผนภาพเทคนิคการใช้กรวยแยกเพอสกัด benzoic acid 692
ื่
ภาพที่ 12.11 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเปลี่ยน RCOOH ไปเป็น RCOCl 694
ภาพที่ 12.12 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยา Fisher เอสเทอริฟิเคชัน 698

ภาพที่ 12.13 การกลั่นแบบอะซิโอโทรปโดยใช้ Dean-Stark trap เพื่อขจัดน้ำออกจาก 700
ปฏิกิริยา

ภาพที่ 12.14 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาการเปลี่ยน RCOOH ไปเป็น RCONR'2 703
โดยใช้ DCC
ภาพที่ 12.15 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาการเปลี่ยน RCOOH ไปเป็น RCONR'2 706
โดยใช้ BH3
ภาพที่ 12.16 ปฏิกิริยารีดักชันของกรดคาร์บอกซิลิกได้เป็น 1° แอลกอฮอล์ 708
ภาพที่ 12.17 กลไกการเกิดปฏิกิริยาดีคาร์บอกซิเลชันของ -ketoacid 710

ภาพที่ 12.18 กลไกการเกิดปฏิกิริยาดีคาร์บอกซิเลชันของ malonic acid 711
ภาพที่ 13.1 (a) โครงสร้างของหมู่คาร์บอนิล (b) ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนของ 727
อนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิก

ภาพที่ 13.2 โครงสร้างและการสร้างพันธะของสารประกอบไนไทรล์ 729
ภาพที่ 13.3 โครงสร้างของวิตามินซีในรุปของกรดแอสคอร์บิก 731
ภาพที่ 13.4 โครงสร้างของ niacinamide 731
ภาพที่ 13.5 กลไกทั่วไปของการเกิดปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ของอนุพันธ์ของ 733

กรดคาร์บอกซิลิก
ภาพที่ 13.6 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเปลี่ยนแอซิดคลอไรด์ไปเป็นกรดคาร์บอกซิลิก 739
ภาพที่ 13.7 กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่างแอซิดคลอไรด์กับแอลกอฮอล์ 739
ภาพที่ 13.8 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเปลี่ยนแอซิดคลอไรด์ไปเป็นแอซิดแอนไฮไดรด์ 741

ภาพที่ 13.9 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาการเปลี่ยนแอซิดคลอไรด์ไปเป็นเอไมด์ 743
ภาพที่ 13.10 ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของเอสเทอร์ในสารละลายกรด 747
ภาพที่ 13.11 กลไกการเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของเอสเทอร์ในสารละลายเบส 749
ภาพที่ 13.12 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชันในกรด 752

(22) สารบัญภาพ


หน้า
ภาพที่ 13.13 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟเคชันโดยมีเบสเป็น 754
ิ
ตัวเร่งปฏิกิริยา
ภาพที่ 13.14 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเปลี่ยนเอสเทอร์ไปเป็นเอไมด์ 756

ภาพที่ 13.15 ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของเอไมด์ในสารละลายกรด 759
ภาพที่ 13.16 ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของเอไมด์ในสารละลายเบส 760
ภาพที่ 13.17 ปฏิกิริยารีดักชันของเอไมด์ไปเป็นเอมีน 762
ภาพที่ 13.18 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการขจัดน้ำออกจากเอไมด์เพื่อให้เกิดเป็นไนไทรล์ 764

ภาพที่ 14.1 รูปร่างโมเลกุลของเอมีน 779
ภาพที่ 14.2 สภาพขั้วของเอมีนและความหนาแน่นของอิเล็กตรอนของสารเอมีน 779
ภาพที่ 14.3 การเกิดพันธะไฮโดรเจนของ 1˚ เอมีน 781
ภาพที่ 14.4 ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนของอะนีลีนที่มีหมู่แทนที่ 787

ภาพที่ 14.5 กลไกการเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสด้วย hydrazine 795
ภาพที่ 14.6 กลไกการเกิดปฏิกิริยาปฏิกิริยารีดักชันของไนไทรล์โดยใช้ LiAlH4 797
ภาพที่ 14.7 กลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักทีฟเอมิเนชันของอัลดีไฮด์คีโตน 801

ภาพที่ 14.8 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการขจัดของ Hofmann 805
ภาพที่ 14.9 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเตรียมเกลือไดเอโซเนียม จาก 1° เอมีน 809
ภาพที่ 14.10 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเกิด N-nitrosamine จาก 2° เอมีน 810
ภาพที่ 14.11 กลไกการเกิดปฏิกิริยาคัปปลิ้งของเกลืออัลริลไดเอโซเนียม 814

สารบัญตาราง




หน้า
ตารางที่ 1.1 ค่าอิเล็กโทรเนกาทิวิตีของอะตอมบางชนิด 6

ตารางที่ 1.2 สรุปรูปแบบพันธะและประจุฟอร์มอลที่มักพบในสารอินทรีย์ 18
ตารางที่ 1.3 รูปร่างโมเลกุล class และมุมพันธะของสารอินทรีย์ 19
ตารางที่ 1.4 ตัวอย่างการเขียนสูตรโครงสร้างแบบย่อ 21
ตารางที่ 1.5 สูตรโครงสร้างแบบย่อของสารที่มีพันธะคู่ พันธะสามและหมู่ฟังก์ชันบาง 21

ชนิด
ตารางที่ 1.6 ตัวอย่างการเขียนสูตรแบบเส้นของสารอินทีย์บางชนิด 23
ตารางที่ 1.7 ตัวอย่างการเขียนโครงสร้างสามมิติของสารอินทีย์บางชนิด 29
ตารางที่ 1.8 ความสัมพันธ์ของจำนวนกลุ่มอิเล็กตรอน จำนวนออร์บิทัลและชนิดของ 34

ไฮบริดไดเซชัน
ตารางที่ 2.1 ตารางแสดงรากศัพท์ของตัวเลขในภาษาโรมัน 51
ี่
ตารางที่ 2.2 ตารางลำดับเลือกหมู่ฟังกชันในสายโซ่หลักในกรณีทมีหมู่ฟังก์ชัน 67
์
มากกว่า 1 หมู่อยู่ในโมเลกุล
ตารางที่ 2.3 การเรียกชื่อหมู่ฟังก์ชันคำขึ้นต้นและคำลงท้าย 70
ตารางที่ 3.1 สรุปจำนวนไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้ของอะไซคลิกอัลเคนแต่ละชนิด 108
ตารางที่ 3.2 การเขียน Newman projection 115
ตารางที่ 3.3 การวาดไซโคลเฮกเซนแบบเก้าอ ี้ 125

ตารางที่ 3.4 การวาดไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่ 1 หมู่ 129
ตารางที่ 3.5 การวาดไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่ 2 หมู่ 131
ตารางที่ 4.1 การวาดและแสดงคู่อิแนนทิโอเมอร์ของสาร butan-2-ol 150

ตารางที่ 4.2 การระบุ R S คอนฟิกุเรชันของ butan-2-ol 158
ตารางที่ 4.3 การหาจำนวนสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้ทั้งหมดของสารที่มีไครัล 165
เซ็นเตอร์สองตำแหน่งในโมเลกุล
ตารางที่ 5.1 การเขียนโครงสร้างเรโซแนนซ์ 201
ตารางที่ 5.2 โครงสร้างเรโซแนนซ์ของคู่เบสและค่า pKa ของกรดของคู่เบส 206

ตารางที่ 5.3 สรุปปัจจัยที่ใช้ในการทำนายความแรงของกรด 212
ตารางที่ 5.4 สรุปรูปแบบของลูกศรในปฏิกิริยาเคมี 222
ตารางที่ 5.5 หลักการเขียนลูกศรแสดงการเกิดปฏิกิริยาเคมีอินทรีย์ 229

ตารางที่ 6.1 leaving group ที่เหมาะสมในการเกิดปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ 257
ตารางที่ 6.2 leaving group ที่แย่ในการเกิดปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ 257
ตารางที่ 6.3 นิวคลีโอไฟล์ที่มักพบในเคมอนทรีย์ 260
ี
ิ

(24) สารบัญตาราง


หน้า
ตารางที่ 6.4 สรุปลักษณะของกลไกแบบ SN2 270
ตารางที่ 6.5 สรุปลักษณะของกลไกแบบ SN1 278
ตารางที่ 6.6 การสรุปลักษณะและปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดปฏิกิริยาแบบ SN1 และ 285

SN2
ตารางที่ 6.7 เบสที่มักนิยมใช้ในปฏิกิริยาการขจัด 287
ตารางที่ 6.8 ลักษณะเฉพาะของปฏิกิริยาขจัดที่เกิดผ่านกลไกแบบ E2 296
ตารางที่ 6.9 ลักษณะเฉพาะของปฏิกิริยาขจัดที่เกิดผ่านกลไกแบบ E1 301

ตารางที่ 6.10 สรุปปัจจัยและลักษณะของปฏิกิริยาการขจัดแบบ E1 และ E2 303
ตารางที่ 6.11 กรณีต่างๆ สำหรับอัลคิลเฮไลด์แต่ละชนิดในการเกิดปฏิกิริยาแบบ SN1 305
SN2 E1 E2
ตารางที่ 6.12 สรุปสภาวะการเกิดปฏิกิริยาแต่ละชนิด 307

ิ
ตารางที่ 9.1 ตัวอย่างของหมู่ให้และหมู่ดึงอเล็กตรอน 491
ตารางที่ 9.2 แสดงอิทธิพลของหมู่แทนที่บนวงเบนซีนต่อปฏิกิริยาแทนที่ด้วยอิเล็ก 499
โทรไฟล์

ตารางที่ 9.3 เปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างปฏิกิริยาฟรีเดล-คราฟท์อัลคิลเลชัน 511
และปฏิกิริยาฟรีเดล-คราฟท์เอซีเลชัน
ตารางที่ 10.1 สรุปปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในสารประกอบของหมู่คาร์- 549
บอนิล
ตารางที่ 10.2 สรุปลักษณะของปฏิกิริยาออกซิเดชันและรีดักชัน 552

ตารางที่ 10.3 สรุปปฏิกิริยาของ LiAlH4 และ NaBH4 557
ตารางที่ 10.4 ชนิดของปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์ 567
ตารางที่ 10.5 สรุปรีเอเจนต์ที่เหมาะสมในการเปลี่ยนแอลกอฮอล์ไปเป็นอัลคิลเฮไลด์ 579

ตารางที่ 11.1 สรุปปฏิกิริยาการเตรียมอัลดีไฮด์ 629
ตารางที่ 11.2 สรุปปฏิกิริยาการเตรียมคีโตน 630
ตารางที่ 12.1 สรุปปฏิกิริยาการเตรียมกรดคาร์บอกซิลิก 687
ตารางที่ 12.2 เบสที่นิยมใช้ดึงโปรตอนจากกรดคาร์บอกซิลิก 690

ตารางที่ 13.1 สูตรทั่วไปและโครงสร้างของอนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิก 723
ตารางที่ 13.2 ค่า pKa ของคู่กรด (HZ) ของหมู่ Z ในสูตร R-COZ 728
ตารางที่ 13.3 สรุปปฏิกิริยาการเปลี่ยนกรดคาร์บอกซิลิกไปเป็นอนุพันธ์ต่าง ๆ ของ 732
กรดคาร์บอกซิลิก

ตารางที่ 13.4 สรุปปฏิกิริยาการเตรียมเอไมด์ 757
ตารางที่ 13.5 สรุปปฏิกิริยาของไนไทรล์ 765
ตารางที่ 14.1 สรุปปฏิกิริยาการเกิดเอไมด์ 803

บทที่ 1
์
ความรู้เบื้องต้นของเคมีอินทรีย



1.1 บทนำ

ุ
เคมีอินทรีย์ คือ การศึกษาคณสมบัติทางเคมีต่าง ๆ ของสารประกอบคาร์บอน สาเหตุที่ต้อง
ศึกษาสารประกอบของคาร์บอน เพราะคาร์บอนเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของพืชและสิ่งมีชีวิต
สารเคมีอินทรีย์ที่อยู่ในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ประกอบไปด้วยสารประกอบคาร์บอนที่มีโครงสร้างที่ซับซ้อน มี

คุณสมบัติทางเคมีที่หลากหลาย ดังนั้น เราจึงต้องศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของ
สารอินทรีย์ต่างๆ รวมทั้งเข้าใจกลไกที่อธิบายการเกิดปฏิกิริยาเคมีอินทรีย์ต่าง ๆ ในบทนี้จะเป็นการ
ทบทวนความรู้เคมีพื้นฐาน อาทิเช่น ชนิดของพันธะเคมี การเขียนโครงสร้างลิวอิส ค่าอิเล็กโทรเนกาติ-
วิตีและความมีขั้วของพนธะ นอกจากนี้ในบทนี้จะกล่าวถึงการหาประจุฟอร์มอล โครงสร้างเรโซแนนซ์
ั
การเขียนสูตรแบบย่อ การเขียนสูตรแบบเส้น ซึ่งจะเป็นพื้นฐานสำคัญในการเรียนวิชาเคมีอินทรีย์


1.2 เคมีอินทรีย์คืออะไร

เคมีอินทรีย์ เป็นแขนงวิชาหนึ่งของวิชาเคมี ที่เน้นการศึกษา สมบัติ การสังเคราะห์ และ
ปฏิกิริยาของสารที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก สารที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลักเหล่านี้จะ
เรียกว่า สารประกอบอินทรีย์ สารประกอบอินทรีย์มีที่พบในชีวิตประจำวันมีมากมายหลายชนิด เช่น

menthol ซึ่งเป็นตัวอย่างของสารประกอบอินทรีย์ที่มาจากธรรมชาติที่เป็นที่รู้จักอย่างแพร่หลาย สาร
นี้พบในน้ำมันหอมระเหยที่สกัดจากสาระแหน่ไทย มินต์ มีคุณสมบัติที่มีกลิ่นหอมและมีสรรพคุณทาง
ยาหลายอย่างจึงมักถูกนำมาใช้ประโยชน์ในด้านการปรุงแต่งกลิ่นอาหาร ขนมหวาน ขนมขบเคี้ยวต่าง

ๆ รวมไปถึงอุตสาหกรรมเครื่องสำอางและวงการผลิตยาด้วย อีกตัวอย่างหนึ่งคือ cis-jasmone เป็น
สารประกอบอินทรีย์ที่ให้กลิ่นหอม สกัดจากดอกมะลิของไทยเรา ตัวอย่างโครงสร้างของสารประกอบ
อินทรีย์ทั้ง 2 ดังแสดง

2 ความรู้เบื้องต้นของเคมีอินทรีย์


1.3 โครงสร้างของอะตอม
สสารทุกชนิดประกอบด้วย อะตอม ในอะตอมจะประกอบด้วยอนุภาคมูลฐาน 3 ชนิด คือ
โปรตอนที่มีประจุบวก นิวตรอนที่สภาพเป็นกลาง และอิเล็กตรอนที่มีประจุเป็นลบ โปรตอนและ

นิวตรอนจะกระจุกตัวอยู่ตรงกลางของนิวเคลียส ส่วนอิเล็กตรอนจะอยู่ในกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนซึ่งจะ
อยู่รอบ ๆ นิวเคลียส ดังแสดงในภาพที่ 1.1


















ภาพที่ 1.1 แบบจำลองอะตอม
ปรับปรุงจาก : Smith, J. (2010). Organic Chemistry: McGraw-Hill Education. p 7

จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสจะเรียกว่า เลขอะตอม และจะมีเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนในอะตอม

ยกตัวอย่างเช่น อะตอมของคาร์บอน มีเลขอะตอมเท่ากับ 6 แสดงว่ามีจำนวนโปรตอนอยู่ 6 โปรตอน
และมีจำนวนอิเล็กตรอนอยู่ 6 อิเล็กตรอนด้วย โดยปกติเมื่อจำนวนโปรตอนเปลี่ยนอะตอมของธาตุนั้น
ก็จะเปลี่ยนชนิดไป เช่น คาร์บอนอะตอมมีโปรตอน 6 โปรตอน และเมื่อจำนวนโปรตอนเปลี่ยนไปเป็น
7 ก็จะกลายเป็นธาตุไนโตรเจน เป็นต้น ส่วนจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสจะไม่ได้มีค่าเท่ากับจำนวน
โปรตอนหรืออิเล็กตรอน แต่จะส่งผลต่อน้ำหนักของอะตอม ซึ่งเลขมวลอะตอมจะเท่ากับจำนวน

โปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสรวมกัน เมื่อธาตุชนิดเดียวกัน (จำนวนโปรตอนเท่ากัน) แต่จำนวน
นิวตรอนต่างกันจะเรียกว่า ไอโซโทป (isotope) ยกตัวอย่างเช่น ไอโซโทปของธาตุไฮโดรเจน ซึ่งมีใน
ธรรมชาติ 3 ชนิด คือ ไฮโดรเจนอะตอมที่มี 1 โปรตอนและไม่มีนิวตรอน ( H) ชนิดที่ 2 คือ มี 1
1
1
โปรตอนและมี 1 นิวตรอน ( D) ไอโซโทปชนิดนี้จะเรียกว่า Deuterium ส่วนชนิดที่ 3 คือ มี 1
2
1
3
ี
โปรตอนและม 2 นิวตรอน ( T) เรียกว่า ทริเทียม (tritium)
1






ในทฤษฎีอะตอมของ Schrödinger เสนอว่าในอะตอมจะมีระดับพลังงานหลัก (n = 1, 2,
3,…) ในแต่ละระดับพลังงานหลักจะมีระดับพลังงานย่อย (subshell) ในแต่ละระดับพลังงานย่อยจะมี
ออร์บิทัล (orbital) ออร์บิทัล คือ บริเวณที่มีโอกาสสูงที่จะพบอิเล็กตรอน โดยปกติอิเล็กตรอนมีการ

เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.) 3


เคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา ความหนาแน่นของกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนจึงถูกวัดและแสดงออกมาในรูปของ
โอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนซึ่งเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสจะมีรูปร่างเป็น 3 มิติที่แตกต่างกัน เช่น s-ออร์
บิทัล p-ออร์บิทัล และ d-ออร์บิทัล เป็นต้น ในระดับชั้นพลังงานหลักที่ 1 จะมี 1 subshell คือ 1s-
subshell และใน 1s-subshell นั้น มี 1s-ออร์บิทัล อยู่ (เลข 1 ที่อยู่ข้างหน้า s แสดงถึงระดับชั้น

พลังงานหลักที่ 1) ในระดับชั้นพลังงานหลักที่ 2 จะมี 2 subshell คือ 2s-subshell และ 2p-
subshell ใน 2s-subshell จะมี 2s-ออร์บิทัล อยู่ และใน 2p-subshell จะมี p-ออร์บิทัล อยู่ แต่
ละออร์บิทัลจะมีรูปร่างแตกต่างกัน

❑ s-ออร์บิทัล มีรูปร่างเป็นทรงกลม มีพลังงานต่ำที่สุดในระดับชั้นพลังงานหลักเดียวกัน เนื่องจาก
อยู่ใกล้กับนิวเคลียสที่มีความเป็นบวก และเวลาบรรจุอิเล็กตรอนจะต้องบรรจุใส่ใน s-ออร์บิทัล

ก่อน p-ออร์บิทัล ใน subshell เดียวกัน
❑ p-ออร์บิทัล มีรูปร่างเป็นดัมเบล มีพลังงานสูงกว่า s-ออร์บิทัล ใน subshell เดียวกัน เนื่องจาก
อิเล็กตรอนใน p-ออร์บิทัล อยู่ไกลจากนิวเคลียสมากกว่า s-ออร์บิทัล ในชั้น p-subshell จะมี p-
ออร์บิทัล อยู่ 3 ชนิด คือ px, py pz ซึ่งจะเรียกชื่อตามแนวแกนที่ p-ออร์บิทัล พาดวางตาม

แนวแกนสามมิติ รูปร่างของออร์บิทัลดังแสดงในภาพที่ 1.2

























ภาพที่ 1.2 ระดับพลังงานหลัก ระดับพลังงานย่อย (subshell) และรูปร่างของออร์บิทัล


1.4 พันธะเคมี
พันธะเคมี คือ แรงยึดเหนี่ยวที่ทำให้อะตอมสองอะตอมหรือมากกว่านั้น เชื่อมต่อหรือเรียง

ั
ตัวต่อกันได้อย่างเสถียร แต่จะเกิดขึ้นระหว่างอะตอมของธาตุต่างชนิดกัน การเกิดการเชื่อมพนธะเคมี
ของอะตอมเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเสมอระหว่างอะตอมของธาตุต่างชนิดกัน เพราะเมื่อเกิดการ
เชื่อมพันธะแล้วสารจะมีพลังงานลดต่ำลง เพิ่มความเสถียรมากยิ่งขึ้น
ในปี ค.ศ. 1915 Lewis, G. N. เสนอทฤษฎีที่อะตอมอยู่ด้วยกันเป็นโมเลกุล ซึ่งมีใจความ

สำคัญว่า อะตอมสามารถถ่ายโอนหรือใช้อิเล็กตรอนร่วมกันได้ เพื่อทำให้อิเล็กตรอนในระดับชั้น

4 ความรู้เบื้องต้นของเคมีอินทรีย์


พลังงานนอกสุดมีอิเล็กตรอนครบแปดตัว อะตอมที่ได้รับหรือจ่ายอิเล็กตรอนนั้น ๆ จะได้มีการจัดเรียง
อิเล็กตรอนเหมือนกับการจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุหมู่ 8A ซึ่งหลักการนี้ถูกเรียก ว่า “กฎออกเตต”
ชนิดของพันธะเคมีที่เชื่อมระหว่างอะตอมต่างชนิดกันแบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด คือ พันธะไอออนิก และ
พันธะโคเวเลนต์


1.4.1 พันธะไอออนิก
พันธะไอออนิกเกิดจากการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากธาตุหนึ่งไปยังอีกธาตุหนึ่ง โดย
เมื่ออะตอมของธาตุฝั่งโลหะในตารางธาตุให้อิเล็กตรอนไปกับธาตุฝั่งอโลหะของตารางธาตุ อะตอมฝั่ง

โลหะจะกลายเป็นไอออนบวก (ให้อิเล็กตรอนจนตัวเองครบ 8) อะตอมฝั่งอโลหะกลายเป็นไอออนลบ
(รับอิเล็กตรอนจนตัวเองครบ 8) ทำให้เกิดแรงดึงดูดทางไฟฟ้า (electrostatic force) ให้สองไอออน

1
เกิดเป็นสารประกอบไอออนิก ตัวอย่างเช่น ลิเทียมมี 3 อิเล็กตรอน (1s , 2s ) ถ้าเสียอีกหนึ่ง
2
ิ
2
อิเล็กตรอน จะมีการจัดเรียงอเล็กตรอนแบบฮเลียม (1s ) ฟลูออรีนอะตอมมี 9 อิเล็กตรอน (1s , 2s ,
2
ี
2
5
6
2
2p ) ถ้ารับมาอีก 1 อิเล็กตรอนก็จะมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบธาตุนีออน (1s , 2s , 2p ) ดังนั้น Li
2
จะเสียอิเล็กตรอนหนึ่งตัว (แสดงการถ่ายโอนอิเล็กตรอนด้วยลูกศรครึ่งหัว, ) กลายเป็น Li
+
ฟลูออรีนจะรับอิเล็กตรอนเพิ่มมาอีก 1 ตัว กลายเป็น F ดังแสดง
–




การถ่ายโอนอิเล็กตรอนนี้ทำให้ธาตุทั้งสองมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเหมือนธาตุหมู่ 8A ส่งผลให้เกิดเป็น
ิ
ไอออนที่มีประจุตรงข้ามกัน และจะส่งแรงดึงดูดซึ่งกันและกันจนไอออนทั้งสองเกดเป็นพันธะไอออนิก
ปกติแล้วพันธะไอออนิกจะเกิดกับสารประกอบอนินทรีย์แต่บางครั้งอาจพบในสารประกอบอินทรีย์บ้าง

สารประกอบไอออนิกมักจะไม่ได้อยู่ในรูปแบบของโมเลกุลแต่จะอยู่ในรูปของโครง
ผลึกที่มีการแพคของไอออนบวกและไอออนลบ ตัวอย่างของผลึกสารประกอบไอออนิก (LiF) แสดงใน
็
ภาพที่ 1.3

















ภาพที่ 1.3 ตัวอย่างของผลึกสารประกอบไอออนิก (LiF)

เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.) 5


1.4.2 พันธะโคเวเลนต์
พันธะโคเวเลนต์เกิดขึ้นเมื่ออะตอมใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน โดยเป็นพันธะที่เกิดระหว่าง
อะตอมของธาตุที่เป็นอโลหะด้วยกัน ซึ่งพันธะโคเวเลนต์เป็นพันธะที่พบมากในสารประกอบอินทรีย์
ตัวอย่างเช่น เมื่อไฮโดรเจนสองอะตอมมาสร้างพันธะกันกลายเป็น H2 โมเลกุล H อะตอมมี 1

อิเล็กตรอนต้องการอีก 1 อิเล็กตรอนเพื่อให้มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเหมือนฮีเลียม H อะตอมทั้งสอง
จึงใช้อิเล็กตรอนร่วมกันทำให้ H แต่ละอะตอมมีอิเล็กตรอน วงนอกสุดครบ 2 ตัว ดังแสดง









ตัวอย่างที่ 1.1 | การระบุชนิดของพันธะในสารประกอบ
โจทย ์ จงระบุชนิดของพันธะในสารประกอบ/ธาตุ ดังต่อไปนี้
(a) F2 (b) LiBr (c) CH3CH3 (d) NaNH2


วิธีคิด พันธะไอออนิก เกิดขึ้นเมื่ออะตอมของธาตุโลหะให้อิเล็กตรอนไปยังธาตุอโลหะของ
ตารางธาตุ ส่วนพันธะโคเวเลนต์เกิดขึ้นเมื่ออะตอมของอโลหะสองอะตอมขึ้นไปใช้
อิเล็กตรอนร่วมกัน ดังนั้น ชนิดของพันธะของสารแสดงดังนี้









แต่ละพันธะของ C–C และ C–H

เป็นพันธะโคเวเลนต์ทั้งหมด











1.5 ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีและขั้วของพันธะ

(Electronegativity and Bond polarity)
การที่พันธะใด ๆ แชร์อิเล็กตรอนโดยมีความหนาแน่นของกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนเท่า ๆ กันนั้น

เราจะเรียกพันธะชนิดนั้นว่า พันธะโคเวเลนต์ไม่มีขั้ว (nonpolar covalent bond) ตัวอย่างเช่น
พันธะ H—H ของ H2 และพันธะ C—C ในอีเทน (ethane) แต่ในกรณีที่พันธะเชื่อมกันด้วยธาตุต่าง

6 ความรู้เบื้องต้นของเคมีอินทรีย์


ิ
ิ
ชนิดกัน ความหนาแน่นของอเล็กตรอนที่ใช้สร้างพันธะจะถูกดึงดูดโดยอะตอมที่มีคาอเล็กโทรเนกาทิวิ
่
ตีที่สูงกว่า ดังนั้น พันธะที่มีการแชร์อิเล็กตรอนโดยที่ความหนาแน่นของกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนไม่
เท่ากันจะเรียก ว่า พันธะโคเวเลนต์มีขั้ว (polar covalent bond) เช่นพันธะ C—Cl, C—O และ
C—N

ค่าอิเล็กโทรเนกาทิวิตี (Electronegativity, EN) คือ ค่าที่แสดงถึงความสามารถในการดึง
อิเล็กตรอนของอะตอมเข้าหาตนเองเมื่อเกิดพันธะเคมี โดยทั่วไปเราจะใช้ค่า EN นี้ในการทำนายความ
มีขั้วของพันธะโคเวเลนต์ ตารางที่ 1.1 แสดงค่า EN ของอะตอมบางชนิด

ตารางที่ 1.1 ค่าอิเล็กโทรเนกาทิวิตีของอะตอมบางชนิด


ค่า EN เพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวาของตารางธาตุ

1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A

H
2.2 Be B C N O F
ค่า EN เพิ่มขึ้นจากล่างขึ้นบน 1.0 1.6 2.0 2.5 3.0 3.4 4.0
Li



Cl
Na
Al
Si
P
Mg
S
1.6
0.9
1.3
2.2
3.2
2.6
1.9
K


Br



0.8
3.0
I
2.7

ปรับปรงจาก: Wade, L. G. (2013). Organic Chemistry: Pearson Education, Inc, p. 10
ุ

จากตารางที่ 1.1 หากพิจารณาแนวโน้มของของค่าอิเล็กโทรเนกาทิวิตีในตารางธาตุในหมู่
เดียวกัน ค่า EN จะเพิ่มขึ้นจากล่างขึ้นบนอันเป็นผลมาจากธาตุในแถวล่างของตารางธาตุมีจำนวน
ระดับชั้นพลังงานมากกว่าธาตุที่อยู่ในช่วงบนของตารางธาตุ จึงทำให้อะตอมมีขนาดใหญ่ โปรตอนใน
นิวเคลียสจะส่งแรงดึงดูดไปดึงอิเล็กตรอนจากพันธะได้น้อย ส่วนธาตุในคาบเดียวกันค่า EN เพิ่มขึ้น
จากซ้ายไปขวา เพราะธาตุฝั่งขวาของตารางธาตุจะมีจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสมากกว่าฝั่งซ้ายจึงส่ง
แรงดึงดูดไปดึงอิเล็กตรอนจากพันธะได้ดี
เมื่อคาร์บอนอะตอมสร้างพันธะกับคลอรีน (Cl) อะตอม อิเล็กตรอนที่ใช้ในการสร้างพนธะจะ
ั
ถูกดึงดูดค่อนไปยังฝั่ง Cl อะตอม เนื่องจากค่า EN ที่สูงกว่า ดังนั้น Cl จะแสดงความเป็นลบเล็กน้อย
ออกมา (partial negative charge) มันจะดึงดูดอิเล็กตรอนที่มีประจุลบเข้าหาตัวเอง ที่ Cl อะตอมจะ
มีสัญลักษณ์ δ ส่วน C อะตอมจะแสดงความเป็นบวกเล็กน้อยออกมา (partial positive charge) ใช้
–
สัญลักษณ์ δ ดังแสดงในภาพที่ 1.4 เราจะกำหนดสัญลักษณ์ขั้วของพันธะโดยใช้ลูกศร ( )โดยที่
+
หัวลูกศรจะชี้ไปยัง δ และปลายลูกศรจะมีลักษณะเหมือนเครื่องหมายบวกจะชี้ไปยัง δ พันธะที่มีขั้ว
–
+

เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.) 7


จะถูกวัดโดยค่า ไดโพลโมเมนต์ ซึ่งถูกนิยามว่ามีค่าเท่ากับ ค่าประจุ (charge separation, δ and δ )
–
+
คูณกับความยาวพันธะ (d)







 =  × d
dipole moment


ภาพที่ 1.4 พันธะมีขั้วของ C—Cl ในโมเลกุล chloromethane
ปรับปรงจาก: Wade, L. G. (2013). Organic Chemistry: Pearson Education, Inc, p. 10
ุ


แต่ในกรณีที่อะตอมชนิดเดียวกันสร้างพันธะกัน เช่น พันธะของ C—C จะพบว่าคาร์บอน
อะตอมทั้งสองอะตอมมีค่า EN เท่ากัน ดังนั้น จึงไม่สามารถกำหนด δ หรือ δ ได้ กรณีนี้จะถือเป็น
+
–
พันธะไม่มีขั้ว (nonpolar bond) แต่หากอะตอมต่างชนิดกันสร้างพันธะกันจะสามารถกำหนด partial
charge ได้ จึงสามารถแสดงทิศทางของสภาพขั้วได้ เช่น พันธะ C—O ที่ O อะตอมมีค่า EN สูงกว่า C

อะตอม ดังนั้น O อะตอม จึงถือ δ ส่วน C อะตอมจะถือ δ ทิศทางของลูกศรสภาพขั้วจะชี้ไปที่ O
–
+
อะตอม ดังแสดง
















1.6 โครงสร้างของลิวอิส

(Lewis structure)
โครงสร้างลิวอิส เป็นตัวแทนของโครงสร้างของโมเลกุลที่จุดที่ใช้จุด (·) แทนนการแสดง

อิเล็กตรอนรอบ ๆ อะตอม และใช้เส้น (—) แสดงอิเล็กตรอนที่ใช้ในการเชื่อมพันธะ อย่างไรก็ตาม
โครงสร้างของลิวอิสไม่ได้บ่งบอกถงรูปร่างของโมเลกุล บอกเพียงว่าอะตอมใดเชื่อมพันธะกับอะตอมใด
ึ
ี
และมีเวเลนต์อิเล็กตรอนเท่าใดเป็นต้น เราจะยึดหลักการสำคัญ 3 ข้อ ในการเขียนโครงสร้างลิวอส
ดังนี้

1) เขียนเฉพาะเวเลนต์อิเล็กตรอนโดยใช้จุดแทนอิเล็กตรอน วางไว้รอบอะตอม
2) ธาตุในคาบที่ 2 ต้องมีเวเลนต์อิเล็กตรอนไมเกินแปดอิเล็กตรอน
3) ธาตุ H จะมีอิเล็กตรอนล้อมรอบแค่ 2 อิเล็กตรอนเท่านั้น

8 ความรู้เบื้องต้นของเคมีอินทรีย์


ยกตัวอย่างการเขียนโครงสร้างของลิวอิส เช่น สาร diatomic molecule อย่าง HF จะเห็นว่า H อยู่
ี
หมู่ 1A จะมเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1 อิเล็กตรอน และ F อยู่หมู่ 7A มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 7
ิ
ื่
อิเล็กตรอน ทั้ง H อะตอมและ F อะตอมให้อเล็กตรอนอย่างละ 1 อิเล็กตรอนเพอสร้างพันธะกัน สอง
อิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันหนึ่งคู่นั้นจะเรียกว่า พันธะเดี่ยว ซึ่งแสดงด้วยสัญลักษณ์ขีด (—) ดังแสดง















โมเลกุล HF เป็นโมเลกุลอย่างง่ายที่มีโครงสร้างไม่ซับซ้อน แต่หากสารที่มีหลายอะตอมหรือมี

โครงสร้างซับซ้อนจะมีหลักการ ดังนี้

ขั้นตอน การเขียนโครงสร้างลิวอิสของโมเลกุลที่มีโครงสร้างซับซ้อนขึ้น


พิจารณาการเขียนโครงสร้างลิวอีสของ CH3F

[1] หาอะตอมกลาง โดยหาอะตอมที่มีค่า EN ต่ำสุดก่อน และมีข้อกำหนดว่าห้ามกำหนด H
และ F เป็นอะตอมกลาง











[2] นับอิเล็กตรอนรวมของอะตอมทั้งโมเลกุล พิจารณาว่าอะตอมแต่ละตัวอยู่หมู่ใด เลขหมู่
จะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอน

เช่น H อยู่หมู่ 1 มี 1 อิเล็กตรอน มี H 3 อะตอม รวมมี 3 อิเล็กตรอน

C อยู่หมู่ 4 มี 4 อิเล็กตรอน มี C 1 อะตอม รวมมี 4 อิเล็กตรอน
F อยู่หมู่ 7 มี 7 อิเล็กตรอน มี F 1 อะตอม รวมมี 7 อิเล็กตรอน


ดังนั้น CH3F มีอิเล็กตรอนรวม 14 อิเล็กตรอน

เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.) 9


ขั้นตอน การเขียนโครงสร้างลิวอิสของโมเลกุลที่มีโครงสร้างซับซ้อนขึ้น

[3] เชื่อมพันธะเดี่ยวระหว่างอะตอมกลางและอะตอมที่ล้อมรอบ จากข้อกำหนดที่ว่า ขีด 1 ขีด

แทน 2 อิเล็กตรอน นำจำนวนอิเล็กตรอนที่ใช้สร้างพันธะเดี่ยวลบออกจากจำนวน
อิเล็กตรอนรวมที่ได้จากข้อ 2 (14–8 = 6 อิเล็กตรอน) ในกรณีนี้เหลือ 6 อิเล็กตรอน








[4] ใส่อิเล็กตรอนที่เหลืออยู่เป็นคู่ ๆ บนอะตอมตามกฎออกเตต โดยให้ใส่อิเล็กตรอนคู่โดด
เดี่ยวที่อะตอมที่ล้อมรอบอะตอมกลางก่อนจนครบแปด แล้วค่อยใส่ให้อะตอมกลาง (กรณี H
อะตอมให้นับครบสองอิเล็กตรอน)













จากโครงสร้างด้านบนจะเห็นว่าแต่ละอะตอมครบแปดอิเล็กตรอน และ H ครบสอง
อิเล็กตรอนแล้ว เมื่อเสร็จสิ้นอย่างลืมเช็คให้ทุกอะตอมมีเวเลนต์อิเล็กตรอนครบแปดหรือไม่
อิเล็กตรอนที่ใช้สร้างพันธะจะเรียกว่าอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ (bonding electrons) ส่วน
อิเล็กตรอนที่ไม่ใช้ในการสร้างพันธะร่วมกันนั้นจะเรียกว่า nonbonding electrons




ตัวอย่างที่ 1.2 | การเขียนโครงสร้างลิวอิส
โจทย ์ จงเขียนโครงสร้างลิวอิสของสาร NF3


วิธีคิด [1] ให้ N เป็นอะตอมกลาง เพราะค่า EN [2] นับจำนวนเวเลนต์อิเล็กตรอนรวม
ต่ำสุด
-
1N x 5e = 5 e -
-
3F x 7e = 21 e -
26 e -

10 ความรู้เบื้องต้นของเคมีอินทรีย์


ตัวอย่างที่ 1.2 | การเขียนโครงสร้างลิวอิส (ต่อ)
[3] เชื่อมพันธะเดี่ยวรอบอะตอมกลาง [4] หากมีอิเล็กตรอนเหลือให้ใส่ที่อะตอม
-
-
(ใช้ไป 6 e เหลือ 20 e) และใส่ กลาง จะได้
อิเล็กตรอนที่เหลือที่อะตอมที่ล้อมรอบ
-
ไนโตรเจน (ใช้ไป 18 e)







ในการเขียนโครงสร้างลิวอิสของสารอินทรีย์ เมื่อมีการเขียนโครงสร้างของสารตัวอื่น ๆ แต่มี
อะตอมกลางเป็นชนิดเดิมนั้น พบว่าอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันมักจะมีจำนวนพันธะเท่าเดิม เช่น

คาร์บอนอะตอมจะมี 4 พันธะ ไนโตรเจนอะตอนจะมี 3 พันธะกับ อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว 1 คู่ (สรุป
รูปแบบจำนวนพันธะของแต่ละอะตอมแสดงด้านล่าง) ดังนั้นในการเขียนโครงสร้างลิวอิสจะง่ายและ
สะดวกอย่างมาก ถ้าสามารถจดจำจำนวนพันธะที่แต่ละธาตุสามารถสร้างพันธะได้ เพราะถ้าเขียน
โครงสร้างลิวอิสด้วยจำนวนพันธะที่แต่ละธาตุควรเป็นแล้ว ก็จะได้โครงสร้างลิวอิสที่ถูกต้องแน่นอน


ี่
|SUMMARY| สรุปรูปแบบจำนวนพันธะของแต่ละอะตอม (กรณีทอะตอมไม่ติดประจุ)



carbon nitrogen oxygen hydrogen halogen
จำนวนเวเลนต์อิเล็กตรอน 4 3 2 1 1
จำนวนอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว 0 1 2 0 3
ปรับปรงจาก: Wade, L. G. (2013). Organic Chemistry: Pearson Education, Inc.
ุ



1.7 พหุพันธะ

(Multiple bonding)

ิ
การเขียนโครงสร้างลิวอิสที่อธิบายไว้ในข้อ 1.6 เป็นการที่อะตอมแชร์อเล็กตรอนใช้ร่วมกัน 1
คู่ (2 อิเล็กตรอน) เราจะเรียกว่าเป็นพันธะเดี่ยว (single bond) แต่หลาย ๆ โมเลกุลในสารประกอบ
ั
อินทรีย์ มักมีการแชร์อิเล็กตรอนร่วมกันมากกว่า 1 คู่ อาจเป็น 2 คู่หรือ 3 คู่ซึ่งเราจะเรียกว่า พนธะคู่
(double bond) และพันธะสาม (triple bond) ตามลำดับ
เอทิลีน (Ethylene, C2H4) เป็นสารอินทรีย์ที่คาร์บอนเชื่อมพันธะกันด้วยพันธะคู่ การที่

คาร์บอนแต่ละอะตอมในเอทิลีนจะมีเวเลนต์อิเล็กตรอนครบแปดนั้น คาร์บอนจะต้องแชร์อิเล็กตรอน

เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.) 11


ร่วมกัน 2 คู่ โครงสร้างลิวอิสที่แสดงด้านล่างเป็นตัวอย่างสารอินทรีย์ที่มีพันธะคู่ โดยเราใช้สัญลักษณ์
(=) แทนพันธะคู่





















อะเซททิลีน (acetylene, C2H2) เป็นสารอินทรีย์ที่มีพันธะสาม โครงสร้างอิวอิสของอะเซทท ิ

ลีนนั้น คาร์บอนแชร์อิเล็กตรอนร่วมกันสามคู่เพื่อให้แต่ละอะตอมมีเวเลนต์อิเล็กตรอนครบแปด
โครงสร้างลิวอิสที่แสดงด้าน ล่างเป็นตัวอย่างสาร อินทรีย์ที่มีพันธะสาม โดยเราใช้สัญลักษณ์ (≡) แทน
พันธะสาม





















ในการเขียนโครงสร้างลิวอิสของสารที่มีพันธะคู่หรือพันธะสามนั้น จะใช้หลักการเดียวกันกับ

ที่แสดงในข้อ 1.6 เพียงแต่เพิ่มขั้นตอนสุดท้าย คือ การเปลี่ยนอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวให้กลายเป็น
อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ สามารถพิจารณาขั้นตอนการเขียนโครงสร้างลิวอิสของสารที่มีพันธะคู่และ

พันธะสามได้จากตัวอย่างที่ 1.3 และ 1.4

12 ความรู้เบื้องต้นของเคมีอินทรีย์


ตัวอย่างที่ 1.3 | การเขียนโครงสร้างลิวอิสของสารที่มีพหุพันธะ
โจทย ์ จงเขียนโครงสร้างลิวอิสของสาร C2H4


วิธีคิด ขั้นที่ 1 วาง C อะตอมและ H อะตอมดังแสดง (พิจารณาเสมอว่าหากวางอะตอมในตำแหน่ง
ที่ไม่เหมาะสม C อะตอมจะไม่ครบ 4 แขน ดังนั้น ต้องลองเขียนลองวางตำแหน่งให้ C อะตอมมี
ความเป็นไปได้มากที่สุดที่จะมีแขนครบ 4 แขน)






ขั้นที่ 2 นับจำนวนเวเลนต์อิเล็กตรอนของสาร C2H4
-
2C x 4e = 8 e -
-
4H x 1e = 4 e -
12 e -


ขั้นที่ 3 เชื่อมพันธะเดี่ยวระหว่าง C กับ C และ C กับ H พร้อมกับลบจำนวน
-
อิเล็กตรอนออกไป (12-10 = 2 e) จะพบว่าเหลือ 2 อิเล็กตรอน นำ 2 อิเล็กตรอนที่
เหลือนั้นวางบนคาร์บอนอะตอมใดอะตอมหนึ่ง










ขั้นที่ 4 จะเห็นว่า C ตำแหน่งที่ 1 มีอิเล็กตรอนยังไม่ครบแปด แต่คาร์บอนอะตอม
ตำแหน่งที่ 2 ครบออกเตตแล้ว คาร์บอนตำแหน่งที่ 2 จึงให้อิเล็กตรอนทั้งคู่ ไปเป็น
อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ ดังแสดง

เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.) 13


ตัวอย่างที่ 1.4 | การเขียนโครงสร้างลิวอิสของสารที่มีพหุพันธะ
โจทย ์ จงเขียนโครงสร้างลิวอิสของสาร CH2O


วิธีคิด ขั้นที่ 1 วาง C อะตอมและ H อะตอมดังแสดง (พิจารณาเสมอว่าหากวางอะตอมในตำแหน่ง
ที่ไม่เหมาะสม C อะตอมจะไม่ครบ 4 แขน ดังนั้นต้องลองเขียนลองวางตำแหน่งให้ C อะตอมมี
ความเป็นไปได้มากที่สุดที่จะมีแขนครบ 4 แขน)








ขั้นที่ 2 นับจำนวนเวเลนต์อิเล็กตรอนของสาร CH2O
-
C x 4e = 4 e -
-
2H x 1e = 2 e -
-
O x 6e = 6 e -
12 e -

ขั้นที่ 3 เชื่อมพันธะเดี่ยวระหว่าง C กับ H และระหว่าง C กับ O พร้อมกับหักลบ

จำนวนอิเล็กตรอนออกไป (12-6 = 6 e) จะพบว่าเหลือ 6 อิเล็กตรอน นำ 6 อิเล็กตรอน
ที่เหลือนั้นวางบนอะตอมที่ล้อมรอบอะตอมกลาง กรณีนี้คือวางบน O อะตอมให้ครบ
แปด







ขั้นที่ 4 จะเห็นว่า C ขาดอิเล็กตรอนยังไม่ครบแปด แต่ O อะตอม ครบออกเตต จึงให้
อิเล็กตรอน 1 คู่ ไปเป็นอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะดังแสดง

14 ความรู้เบื้องต้นของเคมีอินทรีย์


1.8 ประจุฟอร์มอล
(Formal charges)

ประจุฟอร์มอล คือ ประจุสมมุติที่ถูกกำหนดขึ้นบนอะตอมในโมเลกุลใด ๆ เพื่อช่วยระบุว่า
อะตอมที่เรากำลังพิจารณามีอิเล็กตรอนหรือโปรตอนมากกว่ากัน เพื่อใช้ในการทำนายจุดที่จะเข้าทำ
ปฏิกิริยา และยังช่วยในการแสดงโครงสร้างของลิวอิสของสารได้
ประจุฟอร์มอลที่ถูกระบุในอะตอมใด ๆ ไม่ได้หมายความว่าอะตอมนั้นจะมีประจุนั้นจริง

เพียงแต่การระบุประจุฟอร์มอลช่วยให้เรารู้ว่าอะตอมใดๆ ควรมีประจุใกล้เคียงค่าใดมากที่สุด ในบาง
กรณีแม้โมเลกุลที่กำลังพิจารณามีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า แต่เมื่อพิจารณาประจุฟอร์มอลในแต่ละ
อะตอมแล้ว บางอะตอมในโมเลกุลที่กำลังพิจารณาอาจติดประจุฟอร์มอลบวกและอีกอะตอมอาจติด
ประจุฟอร์มอลลบ ประจุฟอร์มอลจะช่วยให้เราเห็นภาพว่า อะตอมความแสดงความเป็นบวกหรือลบ

ได้ง่ายขึ้น ตัวอย่างเช่น HNO3 โมเลกุล มีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า แต่เมื่อเขียนโครงสร้างลิวอิส จะ
พบว่ามีประจุบวกติดอยู่ที่ N อะตอม และมีประจุลบติดอยู่ที่ O อะตอม เป็นต้น ประจุฟอร์มอลจึงช่วย
ให้เราทราบว่าอะตอมใด ๆ ในโมเลกุลควรมีประจุเป็นอะไร แม้ว่าโมเลกุลที่กำลังพิจารณาจะมีสภาพ

เป็นกลางทางไฟฟ้าก็ตาม








ในการคำนวณประจุฟอร์มอลของแต่ละอะตอมนั้น อันดับแรกเราจะต้องเขียนโครงสร้างลิว-
อิสให้ถูกต้องเสียก่อน (รายละเอียดแสดงในหัวข้อ 1.6) จากนั้นเราจะพิจารณาทีละอะตอมแล้วหา
เลขหมู่ของอะตอม จำนวนอิเล็กตรอนที่ใช้ในการสร้างพันธะ (bonding electron) และหาจำนวน
อิเล็กตรอนที่ไม่ได้ใช้ในการสร้างพันธะ (nonbonding electron) แล้วนำมาคำนวณโดยใช้สูตร ดัง

แสดง


ประจุฟอร์มอล (FC) = [เลขหมู่] – [nonbonding electron] – [อิเล็กตรอนที่ใช้สร้างพันธะ]
1
2

ิ
เพื่อแสดงให้เห็นว่าอเล็กตรอนแต่ละชนิดที่กล่าวในสูตรคืออะไร อยู่ตำแหน่งใดของโครงสร้าง และการ
คำนวณหาประจุฟอร์มอลคิดอย่างไร สามารถศึกษาอย่างละเอียดได้จากตัวอย่างที่ 1.5 ถึง 1.8

เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.) 15


ตัวอย่างที่ 1.5 | การคำนวณประจุฟอร์มอล
โจทย ์ จงหาประจุฟอร์มอลของแต่ละอะตอมในโมเลกุล CH4


วิธีคิด ขั้นที่ 1 เขียนโครงสร้างลิวอิสของ CH4 ก่อน (แสดงดังรูปด้านล่าง) เราจะเริ่มพิจารณา
ที่ C อะตอม ก่อน
Step 1: พิจารณาที่ C อยู่หมู่ 4
Step 2: C ไม่มี nonbonding electron

Step 3: จำนวนอิเล็กตรอนที่ใช้สร้างพันธะมีค่าเท่ากับ 8
Step 4: แทนค่าในสูตร
ประจุฟอร์มอลของ C = 4 – 0 – (8)
1
2
ประจุฟอร์มอลของ C = 0


ขั้นที่ 2 พิจารณาที่ H อะตอม
Step 1: พิจารณาที่ H อยู่หมู่ 1
Step 2: H ไม่มี nonbonding electron

Step 3: จำนวนอิเล็กตรอนที่ใช้สร้างพันธะมีค่าเท่ากับ 2
Step 4: แทนค่าในสูตร
ประจุฟอร์มอลของ H = 1 – 0 – (2)
1
2
ประจุฟอร์มอลของ H = 0




ตัวอย่างที่ 1.6 | การคำนวณประจุฟอร์มอล

+
โจทย ์ จงหาประจุฟอร์มอลของแต่ละอะตอมในโมเลกุล H3O

+
วิธีคิด ขั้นที่ 1 เขียนโครงสร้างลิวอิสของ H3O ก่อน (แสดงดังรูปด้านล่าง)














ขั้นที่ 2 หาประจุฟอร์มอล เราจะเริ่มพิจารณาที่ O อะตอม

Step 1: พิจารณาที่ O อยู่หมู่ 6

16 ความรู้เบื้องต้นของเคมีอินทรีย์


ตัวอย่างที่ 1.6 | การคำนวณประจุฟอร์มอล (ต่อ)
Step 2: O มี nonbonding electron อยู่ 2 อิเล็กตรอน
Step 3: จำนวนอิเล็กตรอนที่ใช้สร้างพันธะมีค่าเท่ากับ 6

Step 4: แทนค่าในสูตร
ประจุฟอร์มอลของ O = 6 – 2 – (6)
1
2
ประจุฟอร์มอลของ O = +1


พิจารณาที่ H อะตอม
Step 1: พิจารณาที่ H อยู่หมู่ 1
Step 2: H ไม่มี nonbonding electron
Step 3: จำนวนอิเล็กตรอนที่ใช้สร้างพันธะมีค่าเท่ากับ 2

Step 4: แทนค่าในสูตร
ประจุฟอร์มอลของ H = 1 – 0 – (2)
1
2
ประจุฟอร์มอลของ H = 0


ในตัวอย่างที่ 1.6 นี้ เมื่อคำนวณประจุฟอร์มอลแล้วจะเห็นได้ว่าประจุบวก (+1) จะถูก
ติดอยู่บน O อะตอม ดังแสดง









ตัวอย่างที่ 1.7 | การคำนวณประจุฟอร์มอล

โจทย ์ จงหาประจุฟอร์มอลของแต่ละอะตอมในโมเลกุล H3N—BH3

วิธีคิด ขั้นที่ 1 เขียนโครงสร้างลิวอิสของ H3N—BH3ก่อน (แสดงดังรูปด้านล่าง)









ขั้นที่ 2 หาประจุฟอร์มอล

เมื่อหาเลขหมู่ กับจำนวนอิเล็กตรอนที่ต้องใช้แทนค่าในสูตรแล้วจะสรุปได้ดังนี้

เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.) 17


ตัวอย่างที่ 1.7 | การคำนวณประจุฟอร์มอล (ต่อ)

ไนโตรเจน: FC = 5 – 0 – (8) = +1
1
2
โบรอน: FC = 3 – 0 – (8) = –1
1
2
ดังนั้น ในการเขียนโครงสร้างลิวอิสจึงต้องใส่ประจุฟอร์มอล +1 และ –1 ที่อะตอมของ
N และ B ตามลำดับ จะได้










ตัวอย่างที่ 1.8 | การคำนวณประจุฟอร์มอล

+
โจทย ์ จงหาประจุฟอร์มอลของแต่ละอะตอมในโมเลกุล [CH2NH2]

+
วิธีคิด ขั้นที่ 1 เขียนโครงสร้างอิวอิสของ [CH2NH2] ก่อน (แสดงดังรูปด้านล่าง)






ขั้นที่ 2 หาประจุฟอร์มอล

ในโครงสร้างนี้ ทั้ง C และ N มีอิเล็กตรอนที่ใช้สร้างพันธะอย่างละ 8 อิเล็กตรอน C อยู่
หมู่ 4 N อยู่หมู่ 5 จะคำนวณประจุฟอร์มอลได้ดังนี้
ไนโตรเจน: FC = 5 – 0 – (8) = +1
1
2
คาร์บอน: FC = 4 – 0 – (8) = 0
1
2
ดังนั้น ในการเขียนโครงสร้างลิวอิสจึงต้องใส่ประจุฟอร์มอล 0 และ +1 ที่อะตอมของ C
และ N ตามลำดับ จะได้

18 ความรู้เบื้องต้นของเคมีอินทรีย์


จากตัวอย่างที่ 1.5–1.8 ทำให้เห็นรูปแบบการสร้างพันธะของอะตอมใดๆ กับค่าประจุฟอร์มอลนั้นมี
ความสัมพันธ์กัน ทำให้สรุปได้ดังแสดงในตารางที่ 1.2


ตารางที่ 1.2 สรุปรูปแบบพันธะและประจุฟอร์มอลที่มักพบในสารอินทรีย์

|SUMMARY|

จำนวนเวเลนซ์
อะตอม ประจุบวก เป็นกลาง ประจุลบ
อิเล็กตรอน

B 3



C 4



N 5

O 6

Halogens 7

ปรับปรงจาก: Wade, L. G. (2013). Organic Chemistry: Pearson Education, Inc, p. 13
ุ


1.9 โครงสร้างสารอินทรีย์ที่มีพันธะไอออนิก
สารอินทรีย์บางชนิดมีพันธะไอออนิกผสมอยู่ในโมเลกุล ตัวอย่างเช่น โครงสร้างของ เมทิ-

ลแอมโมเนียมคลอไรด์ (methylammonium chloride) ที่โครงสร้างไม่สามารถเขียนแสดงโดยใช้
พันธะโคเวเลนต์อย่างเดียวได้ ซึ่งจะทำให้ไนโตรเจนอะตอมมี 5 พันธะ แสดงว่ามี 10 อิเล็กตรอนอยู่ใน
ระดับชั้นพลังงานวงนอกสุดของไนโตรเจนซึ่งเป็นไปไม่ได้และไม่เป็นไปตามกฎออกเตต โครงสร้างที่
ถูกต้องแสดงด้านล่าง













อีกตัวอย่างของสารอินทรีย์ที่มีทั้งพันธะโคเวเลนต์และพันธะไอออนิก เช่น โซเดียมอะซิเตรต
(sodium acetate) จะมีทั้งส่วนที่เป็นพันธะโคเวเลนต์ (ส่วนของอะซิเตรต) และพันธะไอออนิก (อยู่
ระหว่าง โซเดียมอะตอม และออกซิเจนอะตอม) ดังแสดง

เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.) 19



ส่วนไอออนิก




ส่วนโคเวเลนต ์






โดยทั่วไปพันธะที่เชื่อมระหว่างอะตอมที่มีค่า EN ต่างกันมากๆ มักจะมีความเป็นพันธะไอออนิกสูงมาก



1.10 รูปร่างโมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์
รูปร่างโมเลกุล เป็นการจัดเรียงตัวของอะตอมแบบ 3 มิติ ที่ถูกเชื่อมด้วยพันธะเคมี ซึ่ง

หลังจากที่เราได้เรียนรู้การเขียนโครงสร้างลิวอิสไปแล้ว เราสามารถใช้โครงสร้างลิวอิสในการทำนาย
รูปร่างโมเลกุลของสารอินทรีย์ได้ โดยใช้ทฤษฎีของ valence shell electron pair repulsion
(VSEPR) หรือเรียกอีกอย่างคือ การผลักกันของกลุ่มอิเล็กตรอนรอบอะตอมกลาง ดังนั้น รูปร่างที่
เสถียรของโมเลกุลจะเป็นผลมาจากการที่กลุ่มอิเล็กตรอน/กลุ่มอะตอม อยู่ห่างกันมากที่สุด รูปร่าง
โมเลกุลของสารอินทรีย์ส่วนใหญ่จะมีรูปร่างที่เป็นไปได้อยู่ 3 แบบ แบ่งตามจำนวนกลุ่มอิเล็กตรอน

ล้อมรอบอะตอมกลาง โดยเราจะกำหนด class ดังนี้ A แทนอะตอมกลาง X แทนอะตอมที่ล้อมรอบ
อะตอมกลาง รายละเอียดแสดงในตารางที่ 1.3


ตารางที่ 1.3 รูปร่างโมเลกุล class และมุมพันธะของสารอินทรีย์
จำนวนกลุ่มอะตอมรอบอะตอมกลาง Class รูปร่างโมเลกุล มุมพันธะ (°)
2 กลุ่ม AX2 เส้นตรง 180

3 กลุ่ม AX3 สามเหลี่ยมแบนราบ 120
4 กลุ่ม AX4 ทรงสี่หน้า 109.5


1.10.1 สองกลุ่มอะตอมรอบอะตอมกลาง (AX 2)
หากมีกลุ่มอะตอมที่เชื่อมพันธะรอบอะตอมกลางจำนวน 2 กลุ่ม 2 กลุ่มนั้นจะ
จัดเรียงตัวให้อยู่ห่างกันมากที่สุด 180° ดังนั้น หากโมเลกุลใดมี class เป็น AX2 นี้จะมีรูปร่างโมเลกุล
เป็นเส้นตรง (linear shape) ตัวอย่างเช่น BeH2 มีอะตอมกลางเป็น Be และอะตอมรอบอะตอมกลาง
จำนวน 2 อะตอม คือ H ดังนั้น BeH2 มีรูปร่างเป็น เส้นตรง อีกตัวอย่างหนึ่งที่เป็นสารอินทรีย์และมี

รูปร่างโมเลกุลเป็นเส้นตรง คือ acetylene (HC≡CH) หากพิจารณาว่าคาร์บอนอะตอมใดอะตอมหนึ่ง
เป็นอะตอมกลาง H และ C อีกอะตอมหนึ่งเป็นอะตอมล้อมรอบอะตอมกลาง โดยไม่ต้องสนใจพันธะ
สามที่เชื่อมอะตอมอยู่เราจะพิจารณากลุ่มอะตอมเท่านั้น ดังนั้น สาร acetylene ก็จะมี class เป็น

AX2 และมีรูปร่างโมเลกุลเป็นเส้นตรงดังแสดง

20 ความรู้เบื้องต้นของเคมีอินทรีย์

















พิจารณา C อะตอมนี้เป็นอะตอมกลาง

ข้างเคียงมี H และ C เป็นอะตอมข้างเคียง


1.10.2 สามกลุ่มอะตอมรอบอะตอมกลาง (AX3)
หากมีกลุ่มอะตอมที่เชื่อมพันธะรอบอะตอมกลางจำนวน 3 กลุ่ม ทั้ง 3 กลุ่มนั้นจะ
จัดเรียงตัวให้อยู่ห่างกันมากที่สุด 120° ในระนาบเดียวกัน ดังนั้นหากโมเลกุลใดมี class เป็น AX3 นี้
จะมีรูปร่างโมเลกุลเป็นสามเหลี่ยมแบนราบ (trigonal planar shape) ตัวอย่างเช่น BF3 มีอะตอม

กลาง B และอะตอมล้อมรอบอะตอมกลาง จำนวน 3 อะตอม คือ F ดังนั้น BF3 มีรูปร่างเป็น
สามเหลี่ยมแบนราบ อีกตัวอย่างหนึ่งคือ ethylene (H2C=CH2) หากพิจารณาว่าคาร์บอนอะตอมใด
อะตอมหนึ่งเป็นอะตอมกลาง H สองอะตอม และ C อีกหนึ่งอะตอม เป็นอะตอมล้อมรอบ โดยไม่ต้อง

สนใจพันธะคู่ที่เชื่อมอะตอมอยู่ ดังนั้นสาร ethylene ก็จะมี class เป็น AX3 และมีรูปร่างโมเลกุลเป็น
สามเหลี่ยมแบนราบ ดังแสดง
















พิจารณา C อะตอมนี้เป็นอะตอมกลาง ข้างเคียงมี

H 2 อะตอม และ C หนึ่งอะตอมข้างเคียง


1.10.3 สี่กลุ่มอะตอมรอบอะตอมกลาง (AX4)
หากมีกลุ่มอะตอมที่เชื่อมพันธะรอบอะตอมกลางจำนวน 4 กลุ่ม ทั้ง 4 กลุ่มนั้นจะ
จัดเรียงตัวให้อยู่ห่างกันมากที่สุด 109.5° ดังนั้น หากโมเลกุลใดมี class เป็น AX4 นี้ จะมีรูปร่าง

โมเลกุลเป็นทรงสี่หน้า (tetrahedral shape) ตัวอย่างเช่น CH4 มีอะตอมกลาง C และอะตอม
ล้อมรอบอะตอมกลาง จำนวน 4 อะตอม คือ H ดังนั้น CH4 มีรูปร่างเป็นทรงสี่หน้า (การเขียนแสดง
ทรงสี่หน้าแบบสามมิติโดยใช้เส้นหนาเส้นปะ นั้นจะอธิบายในหัวข้อถัดไป) ดังแสดง

เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.) 21

















1.11 สูตรโครงสร้าง
(Structural formulas)

สูตรโครงสร้าง (Structural formulas) เป็นสูตรที่แสดงอะตอมใดเชื่อมอยู่กับอะตอมโดย
แบ่งเป็นสองประเภทคือ สูตรโครงสร้างลิวอิส (หัวข้อ 1.3) และ สูตรโครงสร้างแบบย่อ (condensed
structural formulas)


1.11.1 สูตรโครงสร้างแบบย่อ
(Condensed structural formulas)
สูตรโครงสร้างแบบย่อจะเขียนแบบไม่แสดงพันธะเดี่ยวที่เชื่อมระหว่างอะตอมแต่จะ

เขียนรวบทีเดียว ดังในตารางที่ 1.4 แต่ในบางครั้งนักเคมี มักเขียนแสดงชนิดของพันธะ เช่นพันธะคู่
หรือพันธะสามแสดงในสูตรโครงสร้างแบบย่อ ในกรณีมีหมู่ฟังก์ชั่นแล้วจะแสดงเป็นสูตรอย่างย่อเช่น
aldehyde อาจเขียน CHO, ketone อาจเขียน CO , carboxylic อาจเขียน COOH เป็นต้น ตัวอย่าง

แสดงในตารางที่ 1.5

ตารางที่ 1.4 ตัวอย่างการเขียนสูตรโครงสร้างแบบย่อ


ชื่อสารประกอบ สูตรโมเลกุล โครงสร้างลิวอส สูตรโครงสร้างแบบย่อ
ิ





ไอโซบิวเทน C4H10 (CH3)3CH





นอร์มาลเฮกเซน C6H14 CH3(CH2)4CH3
(n-hexane)

22 ความรู้เบื้องต้นของเคมีอินทรีย์


ิ
ชื่อสารประกอบ สูตรโมเลกุล โครงสร้างลิวอส สูตรโครงสร้างแบบย่อ



อีเทน C2H6 CH3CH3



ปรับปรงจาก: Wade, L. G. (2013). Organic Chemistry: Pearson Education, Inc.
ุ



ตารางที่ 1.5 สูตรโครงสร้างแบบย่อของสารที่มีพันธะคู่ พันธะสามและหมู่ฟังก์ชันบางชนิด

ชื่อสารประกอบ สูตรโมเลกุล สูตรโครงสร้างลิวอีส สูตรโครงสร้างแบบย่อ



But-2-ene C4H8 CH3CHCHCH3 หรือ CH3CH=CHCH3




acetonitrile C2H3N CH3CN หรือ CH3C≡N



CH3CHO

acetaldehyde C2H4O หรือ



CH3COCH3

acetone C3H6O หรือ



CH3COOH หรือ CH3CO2H


acetic acid C2H4O2 หรือ


แหล่งที่มา: Wade, L. G. (2013). Organic Chemistry: Pearson Education, Inc, p. 19