แรงยึดเหนี่ยวทางเคมี
ในชีวิตประจำวันทั่วๆไปจะพบว่าสารชนิดหนึ่งๆมักจะอยู่รวมกันเป็นกลุ่มก้อนและเมื่อต้องการทำให้แยกออกจากกันจะต้องใช้พลังงานจำนวนหนึ่งตัวอย่างเช่น
1. เมื่อให้ความร้อนแก่สารจนกระทั่งโมเลกุลของสารมีพลังงานสูงพอจะทำให้เกิด
การเปลี่ยนสถานะ น้ำแข็ง (ให้พลังงานความร้อน) เปลี่ยนสถานะเป็น น้ำ(ของเหลว)
ให้พลังงานความร้อนเปลี่ยนสถานะเป็น ไอน้ำ
สารบางชนิดอาจแยกสลายออกเป็นสารหลายชนิดได้
2. เมื่อให้พลังงานไฟฟ้าโมเลกุลของสารบางชนิดจะสลายตัวให้ธาตุที่เป็นองค์ประกอบ
เช่นการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า
จากข้อมูลข้างต้น แสดงว่ามีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล
และแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมที่เป็นองค์ประกอบของโมเลกุล
เราสามารถแบ่งแรงยึดเหนี่ยวออกเป็น 2
ประเภทดังนี้
-1. แรงยึดเหนี่ยวภายในโมเลกุล
(พันธะเคมี)อะตอม – อะตอม ได้แก่
พันธะโคเวเลนต์ (covelent
bond)
พันธะไอออนิก (ionic
bond)
พันธะโลหะ (metallic
bond)
-2. แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล โมเลกุล – โมเลกุล ได้แก่
แรงแวนเดอร์วาลส์ (vanderwaal
force)
แรงดึงดูดระหว่างขั้ว (dipole-dipole
interation)
พันธะไฮโดรเจน (hydrogen
bond)
พันธะเคมี
พันธะเคมี คือ แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมกับอะตอมภายในโมเลกุล เป็นแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมที่ทำให้เกิดโมเลกุลของสาร
กฎออกเตด ( Octet
rule )
จากการศึกษาเกี่ยวกับธาตุก๊าซเฉื่อย เช่น He
Ne Ar Kr พบว่าเป็นธาตุที่โมเลกุลเป็นอะตอมเดี่ยว
คือในหนึ่งโมเลกุลของก๊าซเฉื่อยจะมีเพียง 1 อะตอม
แสดงว่าเป็นธาตุที่เสถียรมาก
ทำให้นักวิทยาศาสตร์สนใจที่จะค้นคว้าถึงเหตุผลที่ทำให้ธาตุเฉื่อยมีความเสถียร
และจากการศึกษาโครงสร้างอะตอมของธาตุเฉื่อยมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนวงนอกสุดเหมือนกัน
คือมี 8 อิเล็กตรอน(ยกเว้น He มี 2
อิเล็กตรอน) เช่น
2He = 2 10Ne
= 2 , 8 18Ar = 2 , 8
, 8 36Kr = 2 ,
8 , 18 , 8
ส่วนธาตุหมู่อื่นมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานชั้นนอกสุด
ไม่ครบ 8
เช่น
1H = 1
6C = 2 , 4
7N = 2 , 5 8O = 2
, 6
ธาตุที่มีวาเลนต์อิเล็กตรอนไม่ครบ 8
ในธรรมชาติจะไม่สามารถอยู่เป็นอะตอมเดี่ยวๆได้ ซึ่งแสดงว่าไม่เสถียร
ต้องรวมกันเป็นโมเลกุลซึ่งอาจจะมี 2 อะตอมหรือมากกว่า
การที่อะตอมของธาตุต่างๆ
รวมตัวกันด้วยสัดส่วนที่ทำให้วาเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ 8
นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งเป็นกฎขึ้นเรียกว่า กฎออกเตต
การรวมกันเพื่อทำให้อะตอม
มีวาเลนต์อิเล็กตรอนครบ 8 อาจมีลักษณะดังนี้
อะตอมใช้วาเลนต์อิเล็กตรอนร่วมกันเป็นคู่ๆ
จะเกิด “พันธะโคเวเลนต์ “
อะตอม ให้หรือรับอิเล็กตรอน จะเกิดเป็น ”
พันธะไอออนิค “
อะตอมใช้วาเลนต์อิเล็กตรอนร่วมกันทั้งก้อน
จะเกิดเป็น ” พันธะโลหะ “
(ความแข็งแรงของพันธะ พันธะโลหะ > พันธะไอออนิค > พันธะโคเวเลนต์)
พันธะโคเวเลนต์
พันธะโคเวเลนต์ ( Covelent
bond ) คือพันธะที่เกิดจากอะตอมคู่หนึ่งใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน
โดยเกิดแรงดึงดูดระหว่างอิเล็กตรอนกับโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอมทั้งสอง
ลักษณะสำคัญของพันธะโคเวเลนต์
พันธะโคเวเลนต์
เป็นพันธะที่เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันของอะตอมที่มีค่าพลังงานไอออไนเซชันสูง
กับอะตอมที่มีค่าพลังงานไอออไนเซชันสูงด้วยกัน
ธาตุที่เกิดพันธะโคเวเลนต์ได้เป็นอโลหะ
เพราะอโลหะมีพลังงานไอออไนเซชัน (IE) ค่อนข้างสูง
จึงเสียอิเล็กตรอนได้ยาก จึงไม่มีฝ่ายใดเสียอิเล็กตรอน แต่จะใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน
การเกิดพันธะโคเวเลนต์
การเกิดพันธะโคเวเลนต์
เกิดจากอะตอมส่งอิเล็กตรอนออกมาฝ่ายละเท่าๆกัน ใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน
ให้อะตอมมีเวเลนต์อิเล็กตรอนครบ 8 (เป็นไปตามกฎออกเตต)
เช่นการเกิดโมเลกุลของคลอรีน
อะตอมของคลอรีนมีการจัดเรียงอิเล็กตรอน
เป็น 2
, 8 , 7
Cl = 2 8 7 ดังนั้น
คลอรีนมีเวเลนต์อิเล็กตรอน = 7 จึงต้องการอิเล็กตรอนอีก 1
ตัว เพื่อให้เวเลนต์อิเล็กตรอนครบ 8 อะตอมจึงจะเสถียร
อิเล็กตรอนที่อะตอมใช้ร่วมกัน เรียกว่า อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ
อิเล็กตรอนตัวอื่นๆที่ไม่ได้ใช้ร่วมในพันธะ
เรียกว่า อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว หรืออิเล็กตรอนคู่อิสระ
ชนิดของพันธะโคเวเลนต์ มี 3 ชนิด
1.พันธะเดี่ยว เกิดจากอะตอมใช้เวเลนต์อิเล็กตรอนร่วมกัน 1 คู่ เช่น
( H มีเวเลนต์อิเล็กตรอน = 1 ต้องการอิเล็กตรอนอีก 1 ตัว ให้มีเวเลนต์อิเล็กตรอน=2
เหมือน He )
2. พันธะคู่ เกิดจากอะตอมใช้เวเลนต์อิเล็กตรอนร่วมกัน
2 คู่ เช่น
3. พันธะสาม เกิดจากอะตอมใช้เวเลนต์อิเล็กตรอนร่วมกัน
3 คู่ เช่น
การเขียนสูตรและการเรียกชื่อสารโคเวเลนต์
สูตรโมเลกุล
โดยทั่วไปเขียนสัญลักษณ์ของธาตุที่เป็นองค์ประกอบเรียงตามลำดับของธาตุ
และค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี ( เรียงลำดับก่อนหลังดังนี้ B
, Si , C , P , H , S , I , Br , Cl , O และ F ) แล้วระบุจำนวนอะตอมของธาตุที่เป็นองค์ประกอบของโมเลกุล เช่น CO2 ,
HCl . NH3 , PCl3 , NO3 ฯลฯ
สูตรโครงสร้าง คือสูตรที่แสดงให้ทราบว่า 1
โมเลกุลของสารประกอบด้วยธาตุใดบ้าง อย่างละกี่อะตอม
และอะตอมของธาตุเหล่านั้นมีการจัดเรียงตัวหรือเกาะเกี่ยวกันด้วยพันธะอย่างไร
ซึ่งแบบเป็น 2 แบบคือ
สูตรโครงสร้างแบบจุด
คือสูตรโครงสร้างที่แสดงถึงการจัดอิเล็กตรอนวงนอกสุดให้ครบออกเตต ในสารประกอบนั้น
โดยใช้จุด ( . ) แทนอิเล็กตรอน 1 ตัว
สูตรโครงสร้างแบบเส้น
คือสูตรโครงสร้างที่แสดงถึงพันธะเคมีในสารประกอบนั้นว่าพันธะใดบ้าง โดยใช้เส้น ( –
) แทนพันธะเคมี เส้น 1 เส้น
แทนอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกัน 1 คู่
การอ่านชื่อสารโคเวเลนต์ มีวิธีการอ่านดังนี้
อ่านจำนวนอะตอมพร้อมชื่อธาตุแรก (ในกรณีธาตุแรกมีอะตอมเดียวไม่ต้องอ่านจำนวน )
อ่านจำนวนอะตอม และชื่อธาตุที่สอง
ลงท้ายเป็น ไ-ด์ (ide )
เลขจำนวนอะตอมอ่านเป็นภาษากรีก คือ
1 = mono 2 = di 3 = tri 4 = tetra
5 = penta 6 = hexa 7 = hepta 8 = octa
9 = nona 10 = deca 11 = undec 12 = dodec
ตัวอย่าง
NO2 อ่านว่า ไนโตรเจนไดออกไซด์ Cl2O
อ่านว่า ไดคลอรีนโมโนออกไซด์
P4O10 อ่านว่า
เตตระฟอสฟอรัสเดคะออกไซด์ CCl4 อ่านว่า
คาร์บอนเตตระคลอไรด์พลังงานพันธะและความยาวพันธะ
พลังงานพันธะ หมายถึง
พลังงานที่ใช้เพื่อสลายพันธะที่ยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมคู่หนึ่งๆในโมเลกุลในสถานะก๊าซ
พลังงานพันธะเฉลี่ย หมายถึง
ค่าพลังงานเฉลี่ยของพลังงานสลายพันธะ ของอะตอมคู่หนึ่งๆซึ่งเฉลี่ยจากสารหลายชนิด
ความยาวพันธะ หมายถึง ระยะระหว่างนิวเคลียสของอะตอมคู่หนึ่งๆที่สร้างพันธะกันในโมเลกุล
ความยาวพันธะระหว่างคู่เดียวกันมีค่าต่างกันได้ เมื่ออยู่ในสารประกอบต่างชนิดกัน
และความยาวพันธะเป็นคิดเป็นค่าเฉลี่ย เรียกว่า ความยาวพันธะเฉลี่ย
ความสัมพันธ์ระหว่างชนิดของพันธะกับพลังงานพันธะและความยาวพันธะ
พลังงานพันธะ กับ ชนิดของพันธะ
พลังงานพันธะ = พันธะสาม
> พันธะคู่ > พันธะเดี่ยว
ความยาวพันธะ กับ ชนิดของพันธะ
ความยาวพันธะ = พันธะเดี่ยว
> พันธะคู่ > พันธะสาม
รูปร่างโมเลกุลโคเวเลนต์
รูปร่างโมเลกุลโคเวเลนต์ขึ้นอยู่กับ
ทิศทางของพันธะโคเวเลนต์ , ความยาวพันธะ , และมุมระหว่างพันธะโคเวเลนต์รอบอะตอมกลาง
ทิศทางของพันธะขึ้นอยู่กับ
– แรงผลักระหว่างพันธะรอบอะตอมกลาง
เพื่อให้ห่างกันมากที่สุด
-แรงผลักของอิเล็กตรอนคู่อิสระของอะตอมกลางที่มีต่อพันธะรอบอะตอมกลางแรงนี้มีค่ามากกว่าแรงที่พันธะผลักกันเอง
รูปร่างโมเลกุลโคเวเลนต์ที่ควรรู้จัก
1.รูปร่างเส้นตรง(Limear) โมเลกุล BeCl2 และสูตรโครงสร้างดังนี้
อะตอมกลาง Be ในโมเลกุล BeCl2 มีอิเล็กตรอนทั้งหมด 2 ตัว และทั้ง 2 ตัวเป็นอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ
ซึ่งจะผลักกันให้ห่างกันให้มากที่สุด ทำให้โมเลกุลเป็นรูปเส้นตรง
มีมุมระหว่างพันธะ 180๐ ดังรูป
โมเลกุล CO2 มีสูตรโครงสร้างดังนี้
อะตอมกลาง C ในโมเลกุล
CO2 มีเวเลนต์อิเล็กตรอน 4 ตัว
และทั้ง 4 ตัวเป็นอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ(เกิดพันธะคู่กับอะตอม
O 2 พันธะ)
ทำให้เกิดแรงผลักกันระหว่างพันธะให้ห่างกันมากที่สุด ทำให้โมเลกุลเป็นรูปเส้นตรง
มีมุมระหว่างพันธะ 180๐ ดังรูป
สรุป โมเลกุลของสารโคเวเลนต์ใดๆ
ถ้าอะตอมกลางมี 2 พันธะ จะเป็นพันธะชนิดใดก็ได้
และอะตอมกลางไม่มีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว โมเลกุลจะมีรูปร่างเป็นเส้นตรง
2. รูปร่างสามเหลี่ยมแบนราบ (Trigonal
planar)
โมเลกุล BCl3 มีสูตรโครงสร้าง ดังนี้
อะตอมกลาง B ในโมเลกุล
BCl3 มีเวเลนต์อิเล็กตรอน 3 ตัว
และเป็นอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะทั้งหมด (สร้างพันธะเดี่ยวกับอะตอม Cl 3 พันธะ) พันธะผลักกันให้ห่างกันมากที่สุด
ทำให้โมเลกุลเป็นรูปสามเหลี่ยมแบนราบ มีมุมระหว่างพันธะเป็น 120๐ ดังรูป
สรุป โมเลกุลโคเวเลนต์ใดๆ
ถ้าอะตอมกลางมี 3 พันธะ (ไม่คำนึงถึงชนิดของพันธะ)
และอะตอมกลางไม่มีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว โมเลกุลจะมีรูปร่างเป็น สามเหลี่ยมแบนราบ
3. รูปร่างทรงสี่หน้า
โมเลกุลมีเธน CH4 มีสูตรโครงสร้างดังนี้
อะตอม
C
ในโมเลกุล CH4 มีเวเลนต์อิเล็กตรอน 4
ตัว และเป็นอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะทั้งหมด
(สร้างพันธะเดี่ยวกับอะตอม H 4 พันธะ)
เกิดการผลักกันระหว่างพันธะเพื่อให้ห่างกันมากที่สุด
ทำให้โมเลกุลมีรูปร่างเป็นรูปทรงสี่หน้า มีมุมระหว่างพันธะเป็น 109.5๐ ดังรูป
สรุป โมเลกุลโคเวเลนต์ใดๆ
ถ้าอะตอมกลางมี 4 พันธะ (โดยไม่คำนึงถึงชนิดของพันธะ)
และอะตอมกลางไม่มีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว โมเลกุลจะมีรูปร่างเป็น ทรงสี่หน้า
4. รูปร่างพีระมิดฐานสามเหลี่ยม (Trigonal
bipyramkial)
โมเลกุล PCl5 มีสูตรโครงสร้างดังนี้
อะตอมของ P ในโมเลกุล
PCl5 มีเวเลนต์อิเล็กตรอน = 5 สร้างพันธะเดี่ยวกับอะตอมของ
Cl ทั้ง 5 ต้ว
ไม่มีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว พันธะผลักกันให้ห่างกันมากที่สุด
ทำให้โมเลกุลมีรูปร่างพีระมิดคู่ฐานสามเหลี่ยม มีมุมระหว่างพันธะเป็น 120๐ และ 90๐ ดังรูป
5. ทรงแปดหน้า (Octahedral)โมเลกุล SF6 มีสูตรโครงสร้างดังนี้
อะตอมของ S มีเวเลนต์อิเล็กตรอน
= 6 อิเล็กตรอนทั้ง 6 ตัวสร้างพันธะเดี่ยวกับอะตอมของ
F ทั้ง 6 ตัว (ไม่มีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว)
อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ(พันธะ) เกิดการผลักกันให้ห่างกันมากที่สุด
จึงทำให้มีรูปร่างโมเลกุลเป็นรูปทรงแปดหน้า มีมุมระหว่างพันธะ 90๐ ดังรูป
สรุป โมเลกุลโคเวเลนต์ใดๆ ถ้าอะตอมกลางมี 6 พันธะ
(ไม่คำนึงถึงชนิดของพันธะ) และอะตอมกลางไม่มีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว
รูปร่างโมเลกุลเป็น ทรงแปดหน้า
อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวกับรูปร่างโมเลกุล
ตามปกติอิเล็กตรอนแต่ละคู่จะออกแรงผลักกัน
แรงผลักของอิเล็กตรอนแต่ละคู่จะไม่เท่ากัน
ซึ่งสามารถเขียนแรงผลักระหว่างอิเล็กตรอนคู่ต่างๆ จากมากไปหาน้อยได้ดังนี้
อิเล็กตรอนคู่โดเดี่ยวกับอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว > อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวกับอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ > อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะกับอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ
6. รูปร่างพีระมิดฐานสามเหลี่ยม
โมเลกุล NH3 มีสูตรโครงสร้างดังนี้
อะตอม N ในโมเลกุล
NH3 มีเวเลนต์อิเล็กตรอน = 5 สร้างพันธะเดี่ยวกับอะตอมของ
H 3 พันธะ เหลืออิเล็กตรอนไม่ได้ร่วมพันธะ
1 คู่ (อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว)
อิเล็กตรอนทั้ง 4 คู่รอบอะตอมกลาง ( N ) จะผลักกันให้ห่างกันมากที่สุด
แต่เนื่องจากแรงผลักระหว่างอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวกับอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ
มีค่ามากกว่าแรงผลักระหว่างอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะผลักกันเอง
จึงทำให้มุมระหว่างพันธะ H – N ลดลงเหลือ 107๐ และรูปร่างโมเลกุลเป็น
รูปพีระมิดฐายสามเหลี่ยม ดังรูป
7. รูปร่างมุมงอ
โมเลกุล H2O มีสูตรโครงสร้างดังนี้
อะตอมกลาง O ในโมเลกุลของ
H2O มีเวเลนต์อิเล็กตรอน = 6 สร้างพันธะเดี่ยวกับอะตอมของ
H 2 พันธะ จึงมีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว 2 คู่ (4 ตัว) ซึ่งอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว 2 คู่นี้ จะมีแรงผลักอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ มากกว่าแรงผลักกันของอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ
ทำให้มุมระหว่างพันธะ H – O – H มีค่าลดลงเหลือ 105๐ รูปร่างโมเลกุลจึงไม่เป็นเส้นตรง
แต่เป็นรูปมุมงอหรือตัววี ดังรูป
สภาพมีขั้วของโมเลกุล
ในพันธะโคเวเลนต์
อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะจะเคลื่อนที่อยู่ระหว่างอะตอมทั้งสองที่สร้างพันธะกัน ถ้าพบว่าอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะเคลื่อนที่อยู่ตรงกลางระหว่างอะตอมพอดี
แสดงว่าอะตอมคู่นั้นมีความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะเท่ากัน
แต่ถ้าพบว่าอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะเคลื่อนที่อยู่ใกล้อะตอมใดอะตอมหนึ่งมากกว่าอีกอะตอมหนึ่ง
แสดงว่าอะตอมคู่นั้น มีความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะไม่เท่ากัน
ดังภาพ
อิเล็กตรอนถูกดึงดูดเท่าๆกัน
อิเล็กตรอนถูกดึงดูดไม่เท่ากัน
อิเล็กตรอนถ่ายเทจากอะตอมหนึ่งไปสู่อีกอะตอมหนึ่ง
ค่าที่บอกให้ทราบถึงความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนของธาตุที่สร้างพันธะกันเป็นสารประกอบเรียกว่า อิเล็กโทรเนกาติวิตี ( Electronegativity )
ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี
จะมีค่ามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับจำนวนประจุในนิวเคลียส
และระยะระหว่างเวเลนต์อิเล็กตรอนกับนิวเคลียส ธาตุที่มีจำนวนประจุในนิวเคลียสมาก
แต่มีระยะระหว่างเวเลนต์อิเล็กตรอนกับนิวเคลียสห่างกันน้อย
จะมีค่าค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงกว่าธาตุที่มีมีจำนวนประจุในนิวเคลียสน้อย
แต่มีระยะระหว่างเวเลนต์อิเล็กตรอนกับนิวเคลียสห่างกันมาก
ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี (EN)
ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีนำไปใช้อธิบายสมบัติบางประการของสารได้
เช่น ขั้วของพันธะโคเวเลนต์
ถ้าพันธะโคเวเลนต์เกิดจากอะตอมที่มีค่าค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีเท่ากัน
เช่นพันธะในโมเลกุลของ H2 , O2 , N2 , F2 ,
Br2 , I2 , P4 อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะจะอยู่ตรงกลางระหว่างอะตอมทั้งสองเป็นส่วนใหญ่
หรืออาจกล่าวได้ว่าอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะจะถูกนิวเคลียสของอะตอมทั้งสองดึงดูดด้วบแรงเท่าๆกัน
เราเรียกพันธะโคเวเลนต์ที่เกิดขึ้นในลักษณะนี้ว่า พันธะโคเวเลนต์ไม่มีขั้วสรุป
พันธะที่เกิดจากอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันเป็นพันธะไม่มีขัว
ถ้าพันธะโคเวเลนต์เกิดจากอะตอมที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีต่างกัน
อะตอมที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากกว่า
จะดึงอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะเข้ามาใกล้ตัวมันเอง อะตอมนี้จะแสดงอำนาจไฟฟ้าเป็นลบ
และอะตอมที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีน้อยกว่าจะถูกดึงอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะไป
อะตอมนี้จะแสดงอำนาจไฟฟ้าบวก เราเรียกพันธะโคเวเลนต์ชนิดนี้ว่า พันธะโคเวเลนต์มีขั้วการแสดงขั้วของพันธะโคเวเลนต์ ใช้สัญลักษณ์ (อ่านว่า เดลตาลบ และเดลตาบวกตามลำดับ) ตัวอย่างเช่น
และความแรงของขั้วของพันธะขึ้นกับผลต่างของค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีของอะตอมคู่สร้างพันธะ
โดยถ้าค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีแตกต่างกันมากกว่า สภาพขั้วจะแรงกว่า เช่น H
– F มีสภาพขั้วแรงกว่า H – Cl
สรุป พันธะที่เกิดจากอะตอมต่างชนิดกันเป็นพันธะมีขั้ว
ขั้วของโมเลกุล
วิธีพิจารณาว่าโมเลกุลใดมีขั้วหรือไม่มีขั้วมีหลักดังนี้
1.โมเลกุลใดที่มีแต่พันธะที่ไม่มีขั้วทั้งสิ้น
จัดเป็นโมเลกุลที่ไม่มีขั้ว เช่น H2 , O2 , N2 , F2 ,
Br2 , I2 , P4
2.โมเลกุลใดที่มีพันธะมีขั้ว
โมเลกุลนั้นอาจมีขั้วหรือไม่มีขั้วก็ได้ ขึ้นกับการเขียนเวกเตอร์
แล้วดูการหักล้างกันของทิศทางของขั้วของพันธะรอบอะตอมกลาง
ถ้าหักล้างกันหมดโมเลกุลนั้นจะไม่มีขั้ว
แต่ถ้าหักล้างกันไม่หมดโมเลกุลนั้นจะมีขั้ว โดยทิศทางของขั้วลบของโมเลกุลชี้ไปทางทิศทางของผลลัพธ์
เช่น
แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลโคเวเลนต์
การเปลี่ยนสถานะของสารต้องมีการให้ความร้อนแก่สาร
เพื่อให้อนุภาคของสารมีพลังงานจลน์สูงพอที่จะหลุดออกจากกัน
แสดงว่าสารแต่ละสถานะมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล ซึ่งเรียงลำดับจากมากไปน้อยดังนี้
ของแข็ง
> ของเหลว > ก๊าซ
การเปลี่ยนสถานะของสารโคเวเลนต์
มีการทำลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลเท่านั้น ไม่มีการทำลายพันธะเคมี
ดังนั้นสารที่มีจุดเดือดจุดหลอมเหลวสูง แสดงว่าแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลสูง
ประเภทของแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลโคเวเลนต์
มีดังนี้
แรงลอนดอน ( london
foece ) เป็นแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล ยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงอ่อนๆ
ซึ่งเกิดขึ้นในสารทั่วไป และจะมีค่าเพิ่มขึ้นตามมวลโมเลกุลของสาร
แรงดึงดูดระหว่างขั้ว ( dipole
– dipole force ) เป็นแรงดึงดูดทางไฟฟ้าอันเนื่องมาจากแรงกระทำระหว่างขั้วบวกกับขั้วลบของโมเลกุลที่มีขั้ว
สารโคเวเลนต์ที่มีขั้ว
มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล 2 ชนิดรวมอยู่ด้วยกันคือ
แรงลอนดอนกับแรงดึงดูดระหว่างขั้ว และเรียกแรง 2 แรงรวมกันว่าแรงแวนเดอร์วาลส์
3. พันธะไฮโดรเจน (hydrogen
bond , H – bond ) คือ
แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่เกิดจากไฮโดรเจนอะตอมสร้างพันธะโคเวเลนต์
กับอะตอมที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงๆและมีขนาดเล็ก ได้แก่ F , O และ N แล้วเกิดพันธะโคเวเลนต์มีขั้วชนิดมีสภาพขั้วแรงมาก
ทั้งนี้เนื่องจากพันธะที่เกิดขึ้นนี้อิเล็กตรอนคู่รวมพันธะจะถูกดึงเข้ามาใกล้อะตอมของธาตุที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูง
มากกว่าทางด้านอะตอมของไฮโดรเจนมาก และอะตอมของธาตุที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูง
ยังมีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว
จึงเกิดดึงดูดกันระหว่างอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวกับอะตอมของไฮโดรเจนชึ่งมีอำนาจไฟฟ้าบวกสูงของอีกโมเลกุลหนึ่ง
ทำให้เกิดเป็นพันธะไฮโดรเจน
แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลทั้ง 3
ชนิดนี้ พันธะไฮโดรเจนจัดเป็นแรงยึดเหนี่ยวที่แข็งแรงที่สุด
ขณะที่แรงลอนดอนจัดเป็นแรงยึดเหนี่ยวที่แข็งแรงน้อยที่สุด และทั้ง 3 แรงนี้แข็งแรงน้อยกว่าพันธะโคเวเลนต์ พันธะไออนิก และพันธะโลหะมาก
สมบัติของสารโคเวเลนต์
1. มีจุดเดือดจุดและหลอมเหลวต่ำ
เพราะจะทำให้เดือดหรือหลอมเหลวต้องใช้พฃังงานไปในการทำลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล
( ไม่ได้ทำลายพันธะโคเวเลนต์ ยกเว้นโครงผลึกร่างตาข่าย )
อาจจะแบ่งสารโคเวนต์ตามจุดเดือด จุดหลอมเหลว จะได้ 4 พวกดังนี้
1.1 สารโคเวเลนต์ไม่มีขั้ว
พวกนี้จะมีจุดเดือดจุดหลอมเหลวต่ำกว่าพวกอื่นๆ
เพราะโมเลกุลยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงลอนดอนอย่างเดียวเท่านั้น
1.2 สารโคเวเลนต์มีขั้ว
พวกนี้จะมีจุดเดือดจุดหลอมเหลวสูงกว่าพวกไม่มีขั้ว เพราะยึดเหนี่ยวโมเลกุลด้วยแรง 2
แรง คือแรงลอนดอลและแรงดึงดูดระหว่างขั้ว
1.3 สารโคเวเลนต์ที่สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนได้
เช่น HF , NH3 , H2O พวกนี้จะมีจุดเดือดจุดหลอมเหลวสูงกว่าสารโคเวเลนต์ที่มีขั้ว
เพราะโมเลกุลยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงแวนเดอร์วาลส์และพันธะไฮโดรเจน
1.4 พวกที่มีโครงสร้างเป็นโครงผลึกร่างตาข่าย
เช่น เพชร แกรไฟต์ คาร์บอรันดัม ซิลิกอนไดออกไซด์
พวกนี้มีจุดเดือดจุดหลอมเหลวสูงมาก ซึ่งโดยทั่วไปสารโคเวเลนต์มีจุดเดือดจุดหลอมเหลวต่ำ
ที่เป็นเช่นนี้เพราะการจัดเรียงอะตอมภายในผลึก
2. สารโคเวเลนต์จะไม่นำไฟฟ้าไม่ว่าจะอยู่ในสถานะใด
( ยกเว้น แกรไฟต์ ) เนื่องจากไม่มีอิเล็กตรอนอิสระ
และเมื่อหลอมเหลวไม่แตกตัวเป็นอิออน
3. โมเลกุลที่มีขั้วสามารถละลายในตัวทำละลายที่โมเลกุลมีขั้วได้
และโมเลกุลที่ไม่มีขั้วสามารถละลายในตัวทำละลายที่ไม่มีขั้วได้ (มีขั้วกับมีขั้ว , ไม่มีขั้วกับไม่มีขั้ว=
ละลายกันได้ แต่มีขั้วกับไม่มีขั้วไม่ละลายกัน )
พันธะไอออนิก ( Ionic
bond )
พันธะไอออนิก ( Ionic
bond ) หมายถึง พันธะระหว่างอะตอมที่อยู่ในสภาพอิออนที่มีประจุตรงกันข้ามกัน
ซึ่งเกิดจากการเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอน 11 ตัว หรือมากกว่า
จากอิเล็กตรอนวงนอกสุดของอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่ง
เพื่อให้จำนวนอิเล็กตรอนวงนอกสุด ครบออกเตต
ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างอะตอมของโลหะกับอโลหะ โดยที่โลหะเป็นฝ่ายจ่ายอิเล็กตรอนในระดับพลังงานชั้นนอกสุดให้กับอโลหะ
เนื่องจากโลหะมีค่าพลังงานไอออไนเซชันต่ำ
และอโลหะมีค่าพลังงานไอออไนเซชันสูง
ดังนั้นพันธะไอออนิกจึงเกิดขึ้นระหว่างโลหะกับอโลหะได้ดี กล่างคือ
อะตอมของโลหะให้เวเลนต์อิเล็กตรอนแก่อโลหะ แล้วเกิดเป็นไอออนบวกและไอออยลบของอโลหะ
เพื่อให้เวเลนต์อิเล็กตรอนเป็นแปด แบบก๊าซเฉื่อย
ส่วนอโลหะรับเวเลนต์อิเล็กตรอนมานั้นก็เพื่อปรับตัวเองให้เสถียรแบบก๊าซเฉื่อยเช่นกัน
ไอออนบวกกับไอออนลบจึงดึงดูดระหว่างประจุไฟฟ้าต่างกันเกิดเป็นสารประกอบไอออนิก( Ionic
compuond ) ดังนี้
การเกิดสารประกอบโซเดียมคลอไรด์ ( NaCl
) จากโซเดียม (Na) อะตอมกับคลอรีน (Cl)
อะตอม
โซเดียมเสียอิเล็กตรอนให้แก่คลอรีน 1
ตัว ทำให้อะตอมของโซเดียมมีเวเลนต์อิเล็กตรอน= 8 (อะตอมจะเถียรเป็นไปตามกฎออกเตต) และทำให้มีจำนวนอิเล็กตรอนน้อยกว่าโปรตอน 1
ตัว ทำให้อะตอมโซเดียมแสดงอำนาจไฟฟ้าเป็นประจุบวก(+)
ส่วนอะตอมคลอรีนรับอิเล็กจากโซเดียมมา 1 ตัว
ทำให้อะตอมของคลอรีนมีเวเลนต์อิเล็กตรอน = 8 (อะตอมเสถียรเป็นไปตามกฎออกเตต)
และทำให้มีจำนวนอิเล็กตรอนมากกว่าโปรตรอน 1 ตัว
ทำให้อะตอมคลอรีนแสดงอำนาจไฟฟ้าเป็นประลบ(-)
โซเดียมอิออนบวก(+) และคลอไรด์อิออน (-)
จะดึงดูดกัน เพราะมีประจุไฟฟ้าทีต่างกัน เกิดเป็น “พันธะไอออนิก”
การเกิดสารประกอบแมกนีเซียมคลอไรด์
จากแมกนีเซียมอะตอม(Mq) และคลอรีนอะตอม(Cl)
อะตอมแมกนีเซียมมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น
Mg
= 2, 8, 2 แมกนีเซียมมีเวเลนต์อิเล็กตรอน = 2 ดังนั้นแมกนีเซียมจะจ่ายอิเล็กตรอนให้แก่คลอรีนอะตอม
2 ตัว เพื่อให้เวเลนต์อิเล็กตรอนเป็น 8 จึงจะเสถียรเหมือนก๊าซเฉื่อย
ทำให้อะตอมของแมกนีเซียมมีจำนวนอิเล็กตรอนน้อยกว่าโปรตอน 2 ตัว
จึงแสดงอำนาจไฟฟ้าเป็นประจุ 2+
แมกนีเซียมไอออนบวก(Mq
2+)และคลอไรด์ไอออนลบ(Cl -) จะเกิดแรงดึงดูดกัน
เพราะมีประจุไฟฟ้าต่างกันเป็นโมเลกุลของแมกนีเซียมคลอไรด์
การเกิดพันธะไอออนิกในสารประกอบ
แบเรียมออกไซด์ ( BaO )
การจัดเรียงอิเล็กตรอนของแบเรียม Ba
= 2, 8, 18, 18, 8, 2 ( Ba มีเวเลนต์อิเล็กตรอน = 2
)และการจัดเรียงอิเล็กตรอนของออกซิเจน O = 2, 6 (
O มีเวเลนต์อิเล็กตรอน = 6 ) Ba เสียอิอล็กตรอนให้
O จำนวน 2 ตัว Ba จึงมีประจุเป็น 2+ ส่วน O ได้รับอิเล็กตรอนมา
2 ตัว จึงมีประจุไฟฟ้าเป็น 2- เกิดแรงยึดเหนี่ยวด้วยประจุไฟฟ้าต่างกัน
เป็นโมเลกุลของแบเรียมออกไซด์
ลักษณะสำคัญของสารประกอบไอออนิก
1. พันธะไอออนิกเป็นพันธะที่เกิดจาก ไอออนของโลหะ + ไอออนของอโลหะ เช่น NaCl,
MgO, KI
2. พันธะไอออนิก
อาจเป็นพันธะเคมีที่เกิดจากธาตุที่มีค่าพลังงานไอออไนเซชันต่ำกับธาตุที่มีค่าพลังงานไอออไนเซชันสูง
3. พันธะไอออนิก
อาจเป็นพันธะที่เกิดจากไอออบวกที่เป็นกลุ่มอะตอมของอโลหะ เช่น
4. สารประกอบไอออนิกไม่มีสูตรโมเลกุล
มีแต่สตรเอมพิริคัล ( สูตรอย่างง่าย )
5.สารประกอบไอออนิกมีจุดดือดและจุดหลอมเหลวสูง
6. สารประกอบไอออนิกในภาวะปกติเป็นของแข็ง
ประกอบไอออนบวกและไอออนลบ ไอออนเหล่านี้ไม่เคลื่อนที่ ดังนั้นจึงไม่นำไฟฟ้า
แต่เมื่อหลอมเหลวหรือละลายน้ำ จะแตกตัวเป็นอิออนและเคลื่อที่ได้
เกิดเป็นสารอิเล็กโทรไลดต์จึงนำไฟฟ้าได้
โครงสร้างของสารประกอบไอออนิก
โครงสร้างของสารประกอบไอออนิกมีลักษณะเป็นโครงผลึกร่างตาข่าย
ประกอบด้วยไอออนบวกและไอออนลบสลับกัน ไม่สามารถแบ่งแยกเป็นโมเลกุลเดี่ยวๆได้
ดังนั้นจึงไม่สามารถทราบขอบเขตของไอออนของธาตุต่างๆใน 1
โมเลกุลได้
แต่สามารถหาอัตราส่วนอย่างต่ำของไอออนที่เป็นองค์ประกอบเท่านั้น จึงไม่สามารถเขียนสูตรโมเลกุลของสารประกอบไอออนิกได้
ใช้สูตรเอมพิริคัลแทนสูตรเคมีของสารประกอบไอออนืก
สารประกอบไอออนิก
เมื่อโลหะทำปฏิกิริยากับอโลหะ
ธาตุทั้งสองจะรวมกันด้วยพันธะไอออนิกเกิดเป็นสารประกอบไอออนิก โดยอะตอมของโลหะจะให้(จ่าย,เสีย)เวเลนต์อิเล็กตรอนแก่อะตอมของอโลหะ
ดังนั้นธาตุหมู่ 1A ซึ่งมีเวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1
จึงเกิดเป็นไอออนที่มีประจุ +1 ธาตุหมู่ 2
ซึ่งมีเวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ 2 เมื่อเกิดเป็นไอออนจะมีประจุ
+2 เป็นต้น ส่วนอโลหะซึ่งมีจำนวนเวเลนต์อิเล็กตรอนใกล้เคียงกับก๊าซเฉื่อยจะรับอิเล็กตรอนมาให้ครบแปด
เช่น ธาตุหมู่ 7A จะรับอิเล็กตรอน 1 ตัว
เมื่อกลายเป็นไอออนจะมีประจุ -1 สำหรับธาตุหมู่ 5 และหมู่ 6 เมื่อเกิดเป็นไอออนจะมีประจุ -3 และ -2 ตามลำดับ เนื่องจากสามารถรับอิเล็กตรอนได้ 3
และ 2 อิเล็กตรอนแล้วมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนตามกฎออกเตต
ธาตุหมู่
|
I
|
II
|
II
|
IV
|
V
|
VI
|
VII
|
ประจุบนไอออน
|
+1
|
+2
|
+3
|
-4
|
-3
|
-2
|
-1
|
การเขียนสูตรและการเรียกชื่อสารประกอบไอออนิก
ก. การเขียนสูตรสารประกอบไอออนิก ใช้หลักดังนี้
1. เขียนไอออนบวกของโลหะหรือกลุ่มไอออนบวกไว้ข้างหน้า
ตามด้วยไอออนลบของอโลหะหรือกลุ่มไอออนลบ
2. ไอออนบวกและไอออนลบ
จะรวมกันในอัตราส่วนที่ทำให้ผลรวมของประจุเป็นศูนย์
ดังนั้นจึงต้องหาตัวเลขมาคูณกับจำนวนประจุบนไอออนบวกและไอออนลบให้มีจำนวนเท่ากัน
แล้วใส่ตัวเลขเหล่านั้นไว้ที่มุมขวาล่างของแต่ละไอออน
ซึ่งทำได้โดยใช้จำนวนประจุบนไอออนบวกและไอออนลบคูณไขว้กัน
3. ถ้ากลุ่มไอออนบวกหรือไอออนลบมีมากกว่า
1 กลุ่ม ให้ใส่วงเล็บ ( )
และใส่จำนวนกลุ่มไว้ที่มุมล่างขวาล่าง ดังตัวอย่าง
จงเขียนสูตรของสารประกอบไอออนิกต่อไปนี้
ก. Na+ กับ O2- ข. Ca2+ กับ
Cl– ค. NH4+ กับ SO42-
ข. การอ่านชื่อสารประกอบไอออนิก
1. สารประกอบธาตุคู่
ถ้าสารประกอบเกิดจาก ธาตุโลหะที่มีไอออนได้ชนิดเดียวรวมกับอโลหะ
ให้อ่านชื่อโลหะที่เป็นไอออนบวก แล้วตามด้วยชื่อธาตุอโลหะที่เป็นไอออนลบ
โดยเปลี่ยนเสียงพยางค์ท้ายเป็น ไอด์ (ide) เช่น
อออซิเจน เปลี่ยนเป็น ออกไซด์ (oxide)
|
ไฮโดรเจน เปลี่ยนเป็น ไฮไดรด์ (hydride)
|
คลอรีน เปลี่ยนเป็น คลอไรด์ (chloride)
|
ไอโอดีน เปลี่ยนเป็น ไอโอไดด์ (iodide)
|
ตัวอย่างการอ่านชื่อสารประกอบไอออนิกธาตุคู่
NaCl อ่านว่า โซเดียมคลอไรด์ (Sodium
chloridr)
|
CaI2 อ่านว่า แคลเซียมไอโอไดด์ (Calcium
iodide)
|
KBr อ่านว่า โพแทสเซียมโบรไมด์ (Potascium
bromide)
|
CaCl2 อ่านว่า แคลเซียมคลอไรด์ (Calcium
chloride)
|
ถ้าสารประกอบที่เกิดจากธาตุโลหะเดีนวกันที่มีไอออนได้หลายชนิด
รวมตัวกับอโลหะ
ให้อ่านชื่อโลหะที่เป็นไอออนบวกแล้วตามด้วยค่าประจุของไอออนของโลหะโดยวงเล็บเป็นเลขโรมัน
แล้วตามด้วยอโลหะที่เป็นไอออนลบ โดยเปลี่ยนเสียงพยางค์ท้ายเป็น ไอด์ (ide)
เช่น Fe เกิดไอออนได้ 2 ชนิดคือ Fe 2+ และ Fe 3+ และCu
เกิดอิออนได้ 2 ชนิดคือ Cu + และ Cu 2+ สารประกอบที่เกิดขึ้นและการอ่านชื่อ
ดังนี้
FeCl2 อ่านว่า ไอร์ออน (II)
คลอไรด์ ( Iron (II) chloride )
|
CuS อ่านว่า คอปเปอร์ (I) ซัลไฟด์ ( Cupper (I) sunfide )
|
FeCl3 อ่านว่า ไอร์ออน (III)
คลอไรด์ ( Iron (III) chloride )
|
Cu2S อ่านว่า คอปเปอร์ (II) ซัลไฟด์ ( Copper (II) sunfide )
|
2. สารประกอบธาตุสามหรือมากกว่า ถ้าสารประกอบเกิดจากไอออนบวกของโลหะ
หรือกลุ่มไอออนบวกรวมตัวกับกลุ่มไอออนลบ
ให้อ่านชื่อไอออนบวกของโลหะหรือชื่อกลุ่มไอออนบวก แล้วตามด้วยกลุ่มไอออนลบ เช่น
CaCO3 อ่านว่า
แคลเซียมคาร์บอนเนต (Calcium carbonatX
|
KNO3 อ่านว่า โพแทสเซียมไนเตรต (Potascium
nitrae)
|
Ba(OH)2 อ่านว่า
แบเรียมไฮดรอกไซด์ (Barium hydroxide)
|
(NH4)3PO4 อ่านว่า
แอมโมเนียมฟอสเฟต (Ammomium pospate)
|
การละลายของสารประกอบไอออนิก
สารประกอบไอออนิกบางชนิดละลายน้ำได้ดีและบางชนิดไม่ละลายน้ำ
การที่สารประกอบไอออนิกละลายน้ำได้เนื่องจากแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำกับไอออนมีค่ามากกว่าแรงยึดเหนี่ยวระหว่างไอออนบวกกับไอออนลบ
เช่น เมื่อนำโซเดียมคลอไรด์มาละลายในน้ำ แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำกับโซเดียมไอออน
และน้ำกับคลอไรด์ไอออนมีค่าสูงกว่าแรงยึดเหนี่ยวระหว่างไอออนทั้งสอง
โซเดียมคลอไรด์จึงละลายน้ำได้ เมื่อไอออนเหล่านี้หลุดออกจากโครงสร้างเดิม
แต่ละไอออนจะถูกล้อมรอบด้วยโมเลกุลของน้ำหลายๆโมเลกุล
โดยน้ำจะหันขั้วที่มีประจุตรงกันข้ามเข้าไอออนที่ล้อมรอบในการละลายน้ำของสารประกอบไอออนิก
จะมีขั้นย่อยๆของการเปลี่ยนแปลง 2 ขั้นตอน ดังนี้
ขั้นที่ 1 ผลึกของสารประกอบไอออนิกสลายตัวออกเป็นไอออนบวกและลบในภาวะก๊าซ
ขั้นนี้ต้องใช้พลังงานเพื่อสลายผลีก พลังงานนี้เรียกว่า พลังงานโครงร่างผลึก ( latece
energy ) , E1
ขั้นที่ 2 ไอออนบวกและไอออนลบในภาวะก๊าซรวมตัวกับน้ำ
ขั้นนี้มีการคายพลังงาน พลังงานที่คายออกมาเรียกว่า พลังงานไฮเดรชัน (Hydration
energy ) ,E2
พลังงานของการละลาย ( D E) มีค่า = E1 + E2 พลังงานของการละลายพิจารณาจากพลังงานโครงร่างผลึก
( E1 ) และพลังงานไฮเดรชัน ( E2 ) ดังนี้
ถ้าค่า D E< 0
( E1 < E2 ) การละลายจะเป็นแบบคายพลังงาน
ถ้าค่าD E >
0 ( E1 > E2 ) การละลายจะเป็นแบบดูดพลังงาน
ถ้าD E = 0 ( E1 =
E2 ) การละลายจะไม่คายพลังงาน
ถ้า
พลังงานโครงร่างผลึกมีค่ามากกว่าพลังงานไฮเดรชันมากๆ ( E1 >>>>
E2 ) จะไม่ละลายน้ำ
พันธะโลหะ ( Metallic
bond )
พันธะโลหะ หมายถึง แรงยึดเหนี่ยวที่ทำให้อะตอมของโลหะ อยู่ด้วยกันในก้อนของโลหะ
โดยมีการใช้เวเลนต์อิเล็กตรอนร่วมกันของอะตอมของโลหะ
โดยที่เวเลนต์อิเล็กตรอนนี้ไม่ได้เป็นของอะตอมหนึ่งอะตอมใดโดยเฉพาะ
เนื่องจากมีการเคลื่อนที่ตลอดเวลา ทุกๆอะตอมของโลหะจะอยู่ติดกันกับอะตอมอื่นๆ
ต่อเนื่องกันไม่มีที่สิ้นสุด จึงทำให้โลหะไม่มีสูตรโมเลกุล
ที่เขียนกันเป็นสูตรอย่างง่าย หรือสัญลักษณ์ของธาตุนั้นเอง
การที่โลหะมีพันธะโลหะจึงทำให้โลหะมีสมบัติทั่วไป ดังนี้
1. โลหะเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี
เพราะอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ได้ง่าย
2. โลหะมีจุดหลอมเหลวสูง
เพราะเวเลนต์อิเล็กตรอนของอะตอมทั้งหมดในก้อนโลหะยึดอะตอมไว้อย่างเหนียวแน่น
3. โลหะสามารถตีแผ่เป็นแผ่นบางๆได้
เพราะมีกลุ่มเวเลนต์อิเล็กตรอนทำหน้าที่ยึดอนุภาคให้เรียงกันไม่ขาดออกจากกัน
4. โลหะมีผิวเป็นมันวาว
เพราะกลุ่มอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่โดยอิสระมีปฏิกิริยาต่อแสง
จึงสะท้อนแสงทำให้มองเห็นเป็นมันวาว
5. สถานะปกติเป็นของแข็ง ยกเว้น Hg
เป็นของเหลว
6. โลหะนำความร้อนได้ดี
เพราะอิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ได้ทุกทิศทาง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น