พันธะเคมี ( Chemical Bonding - NSSC · พันธะเคมี (Chemical...

พนธะเคม (Chemical Bonding)เอกสารประกอบการเรยนวชา

วทยาศาสตร2 (ว31102) และเคม1 (ว31221)อาจารยสชารณ ปนกอน

พนธะเคม (Chemical Bonding)

- เปนแรงยดเหนยวใหอะตอมชนดเดยวกน หรอตางชนดกนมาอยดวยกนเปนโมเลกล

- เปนการจดเรยงตวของอเลกตรอนของอะตอมตางๆ ซงพยายามปรบตวเอง โดยการรวมกบอะตอมอน เพอใหการจดเรยงตวของอเลกตรอนมสภาพเสถยร


เปนการสรางแรงยดเหนยวระหวางอะตอม โดยแตละอะตอมมารวมกนเกดเปนโมเลกล หลายๆโมเลกลมารวมกนเปนกลมกอนไดจะตองมแรงยดเหนยวกนระหวางโมเลกลแตละโมเลกล จงแบงการเกดพนธะหรอแรงยดเหนยวทางเคมออกเปน 2 ประเภท คอ

………………………………..

………………………………..

การเกดพนธะ

Three models of chemical bonding


♥ อะตอมสามารถเกดพนธะไดโดย- ใหอเลกตรอนแกอะตอมอน - รบอเลกตรอนจากอะตอมอน

♥ อะตอมสามารถเกดพนธะไดโดย-ใชอเลกตรอนรวมกบอะตอมอน


กฎออกเตต (Octet Rule)

- เปนกฎทวาดวยการจดอเลกตรอนของอะตอมทมารวมเปนโมเลกล เพอท าใหเวเลนซอเลกตรอนครบ 8 ท าใหสารประกอบเสถยร

valence electronsHe 2 2

Ne 2, 8 8

Ar 2, 8, 8 8

Kr 2, 8, 14, 8 8

1. โดยการใหและรบอเลกตรอน แลวท าใหอะตอมทงสองมเวเลนซอเลกตรอนครบ 8 ไดแก สารประกอบไอออนก และเกดพนธะไอออนก

2. โดยการใชอเลกตรอนรวมกน แลวท าใหอะตอมคทใชอเลกตรอนรวมกนครบ 8ไดแก สารประกอบโคเวเลนต และเกดพนธะโคเวเลนต

:

Atoms form octets- to become more stable. - by losing, gaining, or sharing valence electrons.- by forming ionic bonds or covalent bonds.


.... .. + อเลกตรอนวงนอกทไมใชในการเกดพนธะรวมกน

F .

อเลกตรอนวงนอกทใชในการเกดพนธะรวมกน

F ..... .. F ..... .. F.

.. ....


♥ อเลกตรอนทอะตอมใชรวมกน เรยกวา อเลกตรอนครวมพนธะ (Bond pair electrons)

♥ อเลกตรอนตวอนๆทไมไดใชรวมในพนธะ เรยกวา อเลกตรอนคโดดเดยว หรออเลกตรอนคอสระ (Lone pair electron)

ขอยกเวนส าหรบกฎออกเตต


1.พวกทไมครบออกเตต

ไดแก สารประกอบของธาตในคาบท 2 ของตารางธาต ทมเวเลนตอเลกตรอน

นอยกวา 4 เชน 4Be = 2 , 2

5B = 2 , 3

เชน BF3 , BCl3 , BeCl2 และ BeF2 เปนตน



2. พวกทเกนออกเตต

ไดแก สารประกอบของธาตทอยในคาบท 3 ของตารางธาต ทมเวเลนตอเลกตรอนมากกวา 4 เชน P, S, Si, I, As, Xe สามารถสรางพนธะแลวท าใหเวเลนซอเลกตรอนเกนแปด

เชน PCl5, SF6, SiF6, ICl3, IBr5, AsF5, SF4, XeF2, XeF4 เปนตน



3. ออกไซดของ N และ Cl

ไดแก NO, NO2, N2O, N2O3, N2O5, Cl2O

- ธาตเหลานสามารถมอเลกตรอนทไมไดจบค หรออเลกตรอนเดยว(Unpaired electron) ซงท าใหแสดงสมบตเปน paramagnetic ได

พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)

แรงผลกมากไมเกดเปนโมเลกล

ไมดงดด ไมเกดเปนโมเลกล

ดงดดไดด แรงผลกนอย เสถยร เกดเปนโมเลกล

♥ เมออะตอมทง 2 เขามาใกลกนในระยะทเหมาะสม จะมพลงงานศกยต าสด

♥ อะตอมเกดการใชอเลกตรอนรวมกนเปนเปนโมเลกลขน แรงยดเหนยวทท าใหอะตอมอยรวมกนไดในลกษณะน เรยกวา “พนธะโคเวเลนต”



คอ แรงยดเหนยวทเกดขนระหวางอะตอม 2 อะตอมทม IE และ EN สง โดยใชเวเลนตอเลกตรอนรวมกนระหวางอะตอม ซงจะตองเปนไปตามกฎออกเตต

อเลกตรอนครวมพนธะ หรอพนธะโคเวเลนต

อเลกตรอนคโดดเดยว

-อโลหะกบอโลหะ เชน CO2 และ NH3

-กงโลหะกบอโลหะ เชน SiO2 และ GeCl4-โลหะ Be และ B กบอโลหะ

เชน BeCl2 และ BF3

การเกดพนธะโคเวเลนต


ชนดของพนธะโคเวเลนต (Covalent Bond)

พจารณาจากจ านวนอเลกตรอนทใชรวมกนของอะตอมครวมพนธะดงน

1. พนธะเดยว (Single Bond) ♥ พนธะทเกดจากการทอะตอมทงสองใชอเลกตรอนรวมกน 1 ค

♥ ใชเสน 1 เสน ( — ) แทนพนธะเดยว




2. พนธะค (Double Bond) ♥ พนธะทเกดจากการทอะตอมทงสองใชอเลกตรอนรวมกน 2 ค

♥ ใชเสน 2 เสน ( = ) แทน 1 พนธะค




3. พนธะสาม (Triple Bond) ♥ พนธะทเกดจากการทอะตอมทงสองใชอเลกตรอนรวมกน 3 ค

♥ ใชเสน ( = ) แทน 1 พนธะสาม


สตรโครงสรางพนธะโคเวเลนต

1. สตรแบบจด หรอสตรลวอส (electron-dot structure)

เปนการสรางพนธะโดยการน าเอาเวเลนซอเลกตรอนมาใชรวมกนของอะตอมทงสองอะตอมใหเปนไปตาม “กฎออกเตต (octet rule)” โดยแสดงเวเลนซอเลกตรอนเปนจด



1. สตรแบบจด หรอสตรลวอส (electron-dot structure or Lewis structure )

1. เขยนอะตอมกลาง2. เขยนจดแทนเวเลนตอเลกตรอน3. น าอะตอมของแตละธาตมาเขาคกนโดยใหแตละอะตอมทใชอเลกตรอนรวมกนมเวเลนซเลกตรอนเปนไปตามกฏออกเตต

หลกการเขยนสตรลวอส H2O



2. สตรแบบเสน (graphic structure)

♥ ใชเสนตรง 1 เสน ( — ) แทนอเลกตรอนทใชรวมกน 1 ค

♥ ใชเสนตรง 2 เสน ( ) แทนอเลกตรอนทใชรวมกน 2 ค

♥ ใชเสนตรง 3 เสน ( { ) แทนอเลกตรอนทใชรวมกน 3 ค♥ ใหเขยนไวในระหวางสญลกษณของธาตครวมพนธะ♥ อเลกตรอนคโดดเดยวทเหลออาจเขยนโดยใชจดแทน หรอไมเขยนเลยกได


จงเขยนสตรแบบจดและสตรแบบเสนของสารประกอบตอไปน

สตรเคม สตรแบบจด สตรแบบเสน

HCl

H2O

C2H2




NH3

CS2

AlF3




PBr3

SCl6

BeF2


การเขยนสตรโมเลกลโคเวเลนต

1.โมเลกลโคเวเลนตเกดจากการรวมกนของธาตตงแต 2 อะตอมขนไป ก าหนดใหเขยนสญลกษณของธาตเรยงล าดบคา EN จากนอยไปมากดงน

Si < B < P < H < C,Se < S < I < Br < N < Cl < O < F2.ใชอเลกตรอนครวมพนธะของแตละอะตอมของธาตคณไขว


การเรยกชอสารประกอบโคเวเลนต

1. ใหอานชอธาตทอยขางหนากอนแลวตามดวยชอธาตตวหลง โดยเปลยนเสยงลงทายเปน “ide” เชน ออกซเจน ออกไซด

2. บอกจ านวนอะตอมของแตละธาตดวยภาษากรก หรอละตน กรณทธาตตวแรกม 1 อะตอมไมตองอาน

1 mono

2 di

3 tri

4 tetra

5 penta

6 hexa

7 hepta

8 octa

9 nona

10 deca

ถาธาตทอยหลงเปน O เรยก ออกไซดN เรยก ไนไตรดP เรยก ฟอสไฟดH เรยก ไฮไดรด


1. PH3 : ……………………...................................................

2.SCl6 : ……………………...................................................

3.N2O3: ……………………...................................................

4.HI: ……………………...................................................

จงเรยกชอสารประกอบตอไปน

5.AsF5 : ……………………...................................................

6.Cl2O7 : ……………………...................................................


แบบฝกหด 2.1 หนา 71-72


พนธะโคออรดเนตโคเวเลนต (Coordinate Covalent bond)

พนธะโคออรดเนตโคเวเลนต (Coordinate Covalent bond)คอ พนธะทเกดขนโดยอเลกตรอนครวมพนธะมาจากอะตอมของธาตเดยว

สวนอกธาตหนงไมไดสงอเลกตรอนมารวมพนธะแตมาใชอเลกตรอนคโดดเดยวของธาตอน เพอใหจ านวนเวเลนตอเลกตรอนครบ 8 ตามกฎออกเตต


ความยาวพนธะ (Bond length)

คอ ระยะหางระหวางจดศนยกลางของนวเคลยสของอะตอมทงสองทเกดพนธะกน

เนองจากอะตอมทอยภายใตโมเลกลจะมการสนสะเทอนอยตลอดเวลาคาความยาวพนธะทวดไดจะไมคงทจงตองคดเปนความยาวพนธะเฉลย

ความยาวพนธะ (Bond length)


O H H2O 96

CH3OH 96

H2O2 97

HNO2 98

เฉลย 97

ชนดของพนธะ ชนดของโมเลกล ความยาวพนธะ

ความยาวพนธะของอะตอมคหนงๆในสารประกอบตางชนดกน


เพชร

C2H6

C3H8

C2H5OH

C — C 154

154

154

155

เฉลย 154

ชนดของพนธะ ชนดของโมเลกล ความยาวพนธะ


อะตอมแตละชนดอาจเกดพนธะมากกวา 1 ชนดและพนธะแตละชนดจะมความยาวพนธะแตกตางกน

ความยาวพนธะ : พนธะเดยว > พนธะค > พนธะสาม


พลงงานพนธะ (Bond Energy) พลงงานพนธะ (Bond Energy)

คอ พลงงานทนอยทสดทตองใชเพอสลายพนธะระหวางอะตอมภายในโมเลกลในสถานะแกส ใหเปนอะตอมเดยวในสถานะแกส

♥ พลงงานพนธะใชบอกความแขงแรงของพนธะ

พลงงานพนธะ : พนธะสาม > พนธะค > พนธะเดยว

พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)พลงงานพนธะเฉลย

กรณทโมเลกลโคเวเลนตนนประกอบดวยอะตอมมากกวา 2 อะตอม เชน H2O , CO2 , CH3OH ภายในโมเลกลจะมมากกวา 1 พนธะ พลงงานทใชในการสลายโมเลกลใหกลายเปนอะตอมเดยวจะตองถกใชเพอสลายพนธะหลายพนธะดวยกน

พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)ความสมพนธระหวางความยาวพนธะกบพลงงานพนธะ

♥ อะตอมของธาตคเดยวกน เปรยบเทยบความยาวพนธะ และพลงงานพนธะ1. ความยาวพนธะ (Bond length) : พนธะเดยว > พนธะค > พนธะสาม2. พลงงานพนธะ (Bond Energy ) : พนธะสาม > พนธะค > พนธะเดยว


ความสมพนธระหวางความยาวพนธะกบพลงงานพนธะ

♥สรปความสมพนธระหวางความยาวพนธะและพลงงานพนธะ

ความแขงแรงของพนธะ α พลงงานพนธะ α 1

ความยาวพนธะ


ความรอนของปฏกรยา (Heat of Reaction)

♥ การเกดปฏกรยาเคม คอ กระบวนการทมการท าลายพนธะเดม และสรางพนธะใหม

ความรอนของปฏกรยา ∆H) คอพลงงานของระบบทเปลยนแปลงไปในรปความรอนเมอเกดปฏกรยา

∆H = ∆Hสลาย - ∆Hสราง

พลงงานทใชสลายพนธะรวมของสารตงตน

พลงงานทใชสรางพนธะรวมของผลตภณฑ

♥∆H เปนบวก : ดดพลงงาน♥∆H เปนลบ : คายพลงงาน


Using bond energies to calculate H°rxn for HF formation.


Using bond energies to calculate H°rxn for combustion of methane.

พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)1.จงหาพลงงานทเปลยนแปลงของปฏกรยาตอไปน

CH4(g) + Cl2(g) o CH3Cl (g) + HCl(g)

ก าหนดพลงงานพนธะใหดงนC–H : 413 kJ/molCl–Cl : 243 kJ/molC–Cl : 327 kJ/molH–Cl : 431 kJ/mol

∆H = ∆Hสลาย - ∆Hสราง

พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)2.การสลายพนธะในโมเลกล CCI4 1 โมล ออกเปนอะตอมเดยวตองใชพลงงานเทาใด

การเปลยนแปลงนเปนแบบดดหรอคายพลงงาน

CCI4(g) o C(g) + 4CI(g)

ก าหนดใหพลงงานพนธะ C – CI = 327 kJ/mol


3.จากปฏกรยา H2(g)+F2(g) o 2HF จงหาความรอนของปฏกรยา

ก าหนดให พลงงานพนธะ H-H=436kJ/mol , F-F=159kJ/mol , H-F=569kJ/mol


4.จากสมการ AX4(g) + 2B2 o AX2B2 + 2XB ก าหนดใหพลงงานในการสลายพนธะของ A-X = 413 kJ , A-B = 339 kJ

B2 = 242 kJ , X-B = 431 kJ จงค านวณหาความรอนของปฏกรยา

พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)5.ในอตสาหกรรมเตรยมอไทนจากมเทน โดยการใหความรอนสงๆในระยะเวลาทสนมากๆ

ปฏกรยาแสดงดงสมการ จงค านวณหาความรอนของปฏกรยา

ก าหนดพลงงานพนธะใหดงนC – H : 413 kJ/molC C : 839 kJ/molH – H : 436 kJ/mol


แบบฝกหด 2.2 หนา 79


เรโซแนนซ (Resonance)

โครงสรางเรโซแนนซ (Resonance structure) คอ สตรโครงสรางของสารใดสารหนงทสามารถเขยนสตรทถกตองไดหลายแบบเนองจากการเคลอนยายของคอเลกตรอน

เรโซแนนซ (Resonance)

NO3-

CO32-

C6H6


SO42-

O3

NO2-


โครงสราง (1) และ (2) มโอกาสเกดเทากน จงพยายามเกดขนในเวลาเดยวกน

โดย e- จะเคลอนทอยางรวดเรวเพอจดตวเปนโครงสรางทงสอง สดทายจะไดโครงสรางทมพนธะระหวาง O กบ O เทากน คอ เกดเรโซแนนซไฮบรด

(Resonance Hybrid)

Resonance HybridResonance form

OO O

1.278 Å1.278 Å


Resonance form

Resonance Hybrid

SO2 เกดเรโซแนนซได 2 แบบ ดงน SO3 เกดเรโซแนนซได 3 แบบ ดงน

Resonance form

Resonance Hybrid

การจะเปนโครงสรางเรโซแนนซไดสารตองมการจดเรยงตวของอะตอมเหมอนกน ตางเพยงการกระจายอเลกตรอนในพนธะเทานน


Resonance form Resonance Hybrid

HCO2-

NO2-



C6H6 (benzene)



รปรางโมเลกล

การทดลอง 2.1 เรอง การจดตวของลกโปงกบรปรางโมเลกลโคเวเลนต

จดประสงคการทดลอง1. เปรยบเทยบทศทางการจดตวของลกโปงกบทศทางของพนธะโคเวเลนตได2. อธบายและเขยนแสดงรปทรงเรขาคณตของลกโปงทพนขวตดกนจ านวน 2,3,4,5 และ 6 ลกได3. บอกรปรางโมเลกลโคเวเลนตจากการเปรยบเทยบกบรปรางของลกโปงทพนขวตดกนได


บนทกผลการทดลอง

จ านวนลกโปง ภาพลกโปง

2

3

4

56


สรปผลการทดลอง

จ านวนลกโปง

ภาพลกโปง มมระหวางเสนแกนของลกโปง


2 180 เสนตรง

3 120 สามเหลยมแบนราบ

4 109.5 ทรงสหนา


สรปผลการทดลอง

จ านวนลกโปง

ภาพลกโปง มมระหวางเสนแกนของลกโปง


5 120 กบ 90 พระมดคฐานสามเหลยม

6 90 ทรงแปดหนา

พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)อภปรายผลการทดลอง

เมอพนลกโปงเขาดวยกน ลกโปงจะเบยดกนเองจนกระทงอยหางกนมากทสด- ใหขวของลกโปงทพนตดกนแทนต าแหนงอะตอมกลาง - สวนพองลมของลกโปงแทนกลมหมอกอเลกตรอนครวมพนธะ- อะตอมอนทสรางพนธะกบอะตอมกลางอยตรงปลายของลกโปงแตละลก- แกนลกโปงแทนทศทางของพนธะ- มมระหวางเสนแกนของลกโปงแทนมมระหวางพนธะ


จากการทดลอง พบวา เมอผกลกโปงเขาดวยกนลกโปงจะจดตวในทศทางตางๆเพอใหเกดการเบยดกนนอยทสด โมเลกลโคเวเลนตจะมการจดตวในลกษณะคลายคลงกนกลมหมอกอเลกตรอนครวมพนธะแตละพนธะ อเลกตรอนคโดดเดยวทอยรอบอะตอมกลาง เมออยใกลกนจะผลกกน เพราะมประจลบเหมอนกน

อเลกตรอนจงมการจดตวในทศทางทอยหางกนมากทสดเพอลดการผลกกนและท าใหโมเลกลมเสถยรภาพสงทสด

เมอลากเสนระหวางอะตอมกลางกบอะตอมทสรางพนธะตอกน ท าใหเหนทศทางการจดตวของอะตอมรอบอะตอมกลาง และมมระหวางพนธะ และท าใหทราบรปรางโมเลกล


ทฤษฎการผลกคอเลกตรอนในวงเวเลนซValence Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR)

ทฤษฎทใชท านายรปรางของโมเลกลหรอไอออนทยดกนดวยพนธะโคเวเลนซโดยโครงสรางของโมเลกลจะขนอยกบจ านวนคอเลกตรอนทใชสรางพนธะและอเลกตรอนคโดดเดยว

ทฤษฎการผลกคอเลกตรอนในวงเวเลนซ

♥ อเลกตรอนจะจดตวรอบอะตอมกลาง ใหหางกนมากทสด เพอใหผลกกนนอยทสด

และเกดความเสถยรมากทสด

♥ พจารณาเฉพาะเวเลนซอเลกตรอนเทานน


การผลกกนของคอเลกตรอน

♥ ใหนบพนธะแตละชนดเปนอเลกตรอนสรางพนธะเพยงกลมเดยว แตมจ านวนอเลกตรอนไมเทากน

♥ การผลกกนของคอเลกตรอนขนกบขนาดของคอเลกตรอนถาคอเลกตรอนมขนาดใหญ จะตองการทอยมากจงสามารถผลกคอเลกตรอนอนออกไปไดด

♥ ขนาดของคอเลกตรอน พจารณาดงนคโดดเดยว > พนธะสาม > พนธะค > พนธะเดยว >อเลกตรอนเดยว

♥ โมเลกลทมทงอเลกครวมพนธะและอเลกตรอนคโดดเดยว จะมแรงผลกกน มแนวโนมดงน อเลกตรอนคโดดเดยว-อเลกตรอนคโดดเดยว > อเลกตรอนคโดดเดยว-อเลกตรอนครวมพนธะ >

อเลกตรอนครวมพนธะ-อเลกตรอนครวมพนธะ


การท านายรปรางของโมเลกล ♥ รปรางของโมเลกลท านายไดจากการวางต าแหนงของคอเลกตรอนทสรางพนธะเทานน

โดยพจารณา♥ จ านวนคอเลกตรอนทสรางพนธะ (n)

ไดแก พนธะเดยว พนธะค หรอ พนธะสาม♥ จ านวนคอเลกตรอนทไมไดสรางพนธะ (m)

ไดแก อเลกตรอนคโดดเดยว

AXnEm

A คอ อะตอมกลางX คอ อะตอมทมาสรางพนธะE คอ คอเลกตรอนทไมไดสรางพนธะ


รปรางโมเลกลโคเวเลนต (The Shapes of Molecules)

โมเลกลทอะตอมกลางไมมอเลกตรอนคโดดเดยว

1. โมเลกลทมรปรางเปนเสนตรง ( linear ) (AX2)ก. โมเลกลทไมมอะตอมกลางเชน H2 , O2 , HCl , N2 , HCN

ข. โมเลกลทอะตอมกลางม 2 พนธะไดแก BeCl2 CO2

♥ อะตอมกลาง ม 2 พนธะโคเวเลนต

♥ มมระหวางพนธะ 180o




2. โมเลกลทมรปรางเปน สามเหลยมแบนราบ ( trigonal planar )

(AX3)♥ อะตอมกลางม 3 พนธะโคเวเลนต เชน BF3 , CH2O และ SO3

♥ มมระหวางพนธะ 120 องศา




3. โมเลกลทมรปรางเปน ทรงสหนา ( tetrahedral )

(AX4)

♥ อะตอมกลางม 4 พนธะโคเวเลนต เชน CH4 , CCl4 , NH4+

♥ มมระหวางพนธะ 109.5 องศา




4.โมเลกลทมรปรางเปนพระมดคฐานสามเหลยม (trigonal bipyramidal)

(AX5)♥ อะตอมกลางม 5 พนธะโคเวเลนต เชน PF5 , PCl5

♥ มมระหวางพนธะ 120 และ 90 องศา




5. โมเลกลทมรปราง เปนทรงแปดหนา (octahedral)

(AX6)♥ อะตอมกลางม 6 พนธะโคเวเลนต เชน SF6




โมเลกลทอะตอมกลางมอเลกตรอนคโดดเดยว

1.โมเลกลทมรปรางเปน มมงอ (bent)

(AX2E) หรอ (AX2E2)♥ อะตอมกลางม 2 พนธะโคเวเลนต

♥ มอเลกตรอนคโดดเดยว1 หรอ 2 ค


เชน H2O , SO2




2.โมเลกลทมรปรางเปน พระมดฐานสามเหลยม ( trigonol pyramidal )

(AX3E)♥ อะตอมกลางม 3 พนธะโคเวเลนต

♥ มอเลกตรอนคโดดเดยว 1 ค


เชน NH3 , PCl3




3.โมเลกลทมรปรางเปน ตวท ( T-Shaped )

(AX3E2)♥ อะตอมกลางม 3 พนธะโคเวเลนต


♥ มมระหวางพนธะ 90 และ 180 องศา

เชน ClF3 , BrF3 , ICI3 , XeOF2




4.โมเลกลทมรปรางเปน ทรงเหลยมบดเบยว ( Seesaw )



♥ มมระหวางพนธะ <90 และ <120 องศา

เชน SF4 , XeO2F2




5.โมเลกลทมรปรางเปน สเหลยมแบนราบ ( Square Planar )




เชน XeF4




6.โมเลกลทมรปรางเปน พระมดฐานสเหลยม ( Square Pyramidal )




เชน BrF5 , CIF5


คาตางๆทเกยวของกบพนธะ และโครงสรางของโมเลกล

1. มมพนธะขนอยกบ - จ านวนพนธะโคเวเลนต (จ านวน e- ครวมพนธะ)

- จ านวน e- คโดดเดยวรอบอะตอมกลาง

ถา A ม EN สงกวา B แรง III > แรง I

ถา A ม EN ต ากวา B แรง III < แรง IA

B B

I

IIIII

AB Bกวาง

A

B Bแคบ


คา EN ของธาตบางตว

ธาต F O N Cl Br I S C H P EN 4.0 3.5 3.0 3.2 2.8 2.5 2.5 2.5 2.1 2.1

จากคาตวเลข EN : Cl > N แตเมอค านงถงขนาดอะตอม Cl > N ดงนน EN ของ N > Cl

จงเรยงมมพนธะของโมเลกลตอไปนจากโมเลกลทมมมพนธะกวางทสดไปยงแคบทสด

SbH3 , PH3 , NH3 , AsH3


สภาพขวของโมเลกลโคเวเลนต


สภาพขวของพนธะ(Polarity of Bonds)

สภาพขวของโมเลกล(Polarity of Molecules)

พนธะโคเวเลนตมขว พนธะโคเวเลนตไมมขว โมเลกลไมมขว โมเลกลมขว



1.สภาพขวของพนธะ (Polarity of Bonds)

♥ ขวของพนธะพจารณาไดจากผลตาง

ของอเลกโทรเนกาตวต ∆EN) หรอสภาพไฟฟาลบของธาตครวมพนธะ

♥ ถาธาตครวมพนธะม EN เทากน : พนธะไมมขว(Non-Polar Covalent Bond)

♥ ถาธาตครวมพนธะม EN ตางกน : พนธะมขว(Polar Covalent Bond)

เชน F2 , Cl2 , Br2 , H2

เชน H2O , HCI

♥ ยงคา EN ตางกนมากเทาใด สภาพขวของพนธะยงมากขน


The Pauling electronegativity (EN) scale


Electronegativity and atomic size


1.1 พนธะโคเวเลนตไมมขว (Non-Polar Covalent Bond)

อะตอมครวมพนธะมคา EN เทากน , ∆EN = 0 เชน F2 , Cl2 , Br2 , H2


1.2 พนธะโคเวเลนตมขว (Polar Covalent Bond)

อะตอมครวมพนธะมคา EN ไมเทากน , ∆EN = 0 เชน H2O , HCI



2.สภาพขวของโมเลกล (Polarity of Molecules)

♥ ขวของโมเลกลเปนผลรวมระหวางขวของพนธะตางๆทงหมดในโมเลกล ผลลพธทไดจะเปนขวของโมเลกลนนๆ

โดยทศทางของขวจะหนไปทางขวลบ ขวโมเลกลขนอยกบ

- รปรางของโมเลกล - คาอเลกโทรเนกาตวต (EN) ระหวางขวพนธะอกดวย

♥ โมเลกลโคเวเลนตไมมขว (Non-Polar molecule)

♥ โมเลกลโคเวเลนตมขว (Polar molecule

เชน F2 , H2 , CO2 , BF3

เชน NH3 , HCI


2.1 โมเลกลโคเวเลนตไมมขว (Non-Polar molecule)

โมเลกลทเกดจากขวของพนธะหกลางกนหมด เมอคดพนธะมขวทกๆ พนธะในโมเลกล จงไมแสดงทศทางขว

โมเลกลโคเวเลนตไมมขว (Non-Polar molecule)

♥ โมเลกลอะตอมคทม EN เทากน ♥ สารประกอบไฮโดรคารบอนทกชนด♥ สารประกอบทมรปทรงเรขาคณตเปน

เสนตรง สามเหลยมแบบราบ ทรงเหลยมสหนา พระมดคฐานสามเหลยม ทรงเหลยมแปดหนา โดยอะตอมทลอมรอบอะตอมกลางตองเปนธาตเดยวกนเทานน


2.1 โมเลกลโคเวเลนตไมมขว (Non-Polar molecule)


2.2 โมเลกลโคเวเลนตมขว (Polar molecule)

โมเลกลทเกดจากขวของพนธะหกลางกนไมหมด จงแสดงอ านาจทางไฟฟาบวก และลบในโมเลกล

โมเลกลโคเวเลนตมขว (Polar molecule)

♥ โมเลกลอะตอมคทมพนธะมขว♥ สารประกอบทมรปทรงเรขาคณตเปนแบบมมงอ พระมดฐานสามเหลยม

♥ สารประกอบทมธาตทลอมรอบอะตอมกลางเปนธาตตางชนดกน


2.2 โมเลกลโคเวเลนตมขว (Polar molecule)



EN นอย EN มาก

จะไปทาง EN มาก


1. โมเลกลทประกอบดวยอะตอมของธาตชนดเดยวกน

2. โมเลกลทประกอบดวยอะตอมของธาตตางชนดกน


3.โมเลกลทอะตอมกลางมการใชอเลกตรอนวงนอกทงหมดในการสรางพนธะ

4. โมเลกลทอะตอมกลางมอเลกตรอนคโดดเดยวเหลออย


แรงยดเหนยวระหวางโมเลกลโคเวเลนต (Covalent Intermolecular Forces)

แรงยดเหนยวระหวางโมเลกลโคเวเลนต

เปนแรงยดเหนยวทเกดขนระหวางโมเลกลกบโมเลกลของสารประกอบโคเวเลนต

อาจเปนโมเลกลชนดเดยวกน หรอตางชนดกน

1.แรงลอนดอน (London force)

2.แรงดงดดระหวางขว (Dipole – dipole force)

3.พนธะไฮโดรเจน (Hydrogen bond)



แรงลอนดอน (London force)

แรงดงดดระหวางขว (Dipole–dipole force)

แรงแวนเดอรวาลส (Vande Waas’ force)

เปนแรงดงดดกนทางไฟฟาอยางออนๆระหวางโมเลกลของสารชนดเดยวกน หรอตางชนดกนกได แตจะมอทธพลในโมเลกลไมมขวมากกวาในโมเลกลทมขว

1.แรงลอนดอน (London force)

เปนแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลทไมมขวกบโมเลกลไมมขว เกดขนชวขณะ เนองจากความหนาแนนของอเลกตรอนไมสม าเสมอท าใหเกดสภาพขวขน

แรงลอนดอน (London force)


(a) โมเลกลไมมขว(b) อเลกตรอนมการเคลอนทตลอดเวลา การกระจายของอเลกตรอนทบรเวณตางๆในอะตอมในขณะ

ใดขณะหนงอาจไมเทากน ท าใหโมเลกลเกดมขวขนและไปเหนยวน าใหโมเลกลทอยถดไปมขวดวย


ขอสรปเกยวกบแรงลอนดอน

1.แรงลอนดอนมอยในสารตางๆ ทกชนด ทงในสถานะของแขง ของเหลวและแกส - สารชนดเดยวกนเมอมสถานะตางๆกน แรงลอนดอนจะเรยงตามล าดบดงน

ของแขง > ของเหลว > แกส

2.แรงลอนดอนมผลตอจดเดอด จดหลอมเหลวเชนเดยวกบแรงยดเหนยวระหวางอนภาคชนดอนๆ แตมคานอยกวาและจะมผลมากตอโมเลกลโคเวเลนตไมมขว

3.แรงลอนดอนขนอยกบมวลโมเลกลของสาร สารทมมวลโมเลกลสงจะมแรงลอนดอนมากกวาสารทมมวลโมเลกลต า



2.แรงดงดดระหวางขว (Dipole–dipole force)

เปนแรงยดเหนยวทเกดจากอะตอมทมอ านาจไฟฟาคอนขางบวกกบอะตอมทมอ านาจไฟฟาคอนขางลบของโมเลกลทอยใกลกนดงดดซงกนและกน

แรงดงดดระหวางขว(Dipole–dipole force)

♥ แรงดงดดระหวางขวมคาสงขน เมอสภาพขวทเพมตามความแตกตางของคา EN ของธาตในโมเลกลนน



3.พนธะไฮโดรเจน (Hydrogen Bond)

เปนพนธะทเกดระหวางโมเลกล โดยโมเลกลทมอะตอมของไฮโดรเจนจะสรางพนธะกบอะตอมทมคา EN สง เชน F , O , N ซงอยอกโมเลกลหนง H จะดงดดกบอะตอมทมอ านาจไฟฟาลบของอกโมเลกลหนง

พนธะไฮโดรเจน (Hydrogen Bond)


ขอสรปพนธะไฮโดรเจน

1.พนธะไฮโดรเจน คอพนธะทเกดจากแรงยดเหนยวระหวางอะตอมไฮโดรเจนกบอะตอมอนๆ ทมคาอเลกโทรเนกาตวตสง และมขนาดเลก ( คอธาต F, O และ N)

2.ไฮโดรเจนอะตอม ทจะเกดพนธะไฮโดรเจนไดจะตองเปนสวนทมขว ไฮโดรเจนทไมมขวจะไมสามารถเกดพนธะไฮโดรเจน

3.สารประกอบทมพนธะไฮโดรเจน จะมแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลสงท าใหมจดเดอดและจดหลอมเหลวสงกวาโมเลกลโคเวเลนตทวๆไป

4.พนธะไฮโดรเจน มความแขงแรงมากกวาแรงลอนดอนและแรงดงดดระหวางขวมาก ดงนนไมจดพนธะไฮโดรเจนเปนแรงพวกแวนเดอรวาลส


กราฟแสดงจดเดอดของสารประกอบไฮไดรดของธาตหม IVA , VA , VIA และ VIIA


แผนภาพแสดงจดเดอดของสารประกอบไฮไดรดของธาตหม IVA , VA , VIA และ VIIA


สารโคเวเลนตโครงผลกรางตาขาย (Covalent Network Solids)


เปนสารโคเวเลนตทมโครงสรางขนาดใหญ เชอมตอกนดวยพนธะโคเวเลนตตอเนองกนในโครงสราง ท าใหมจดเดอดจดหลอมเหลวสง



1. เพชร (Diamond)

♥ เพชรเปนอญรปหนงของคารบอน

♥ โครงสราง คารบอนแตละอะตอมใชเวเลนตอเลกตรอนทงหมดสรางพนธะโคเวเลนตกบอะตอมอก 4 อะตอมทอยลอมรอบ ท าใหเพชรไมน าไฟฟา

♥ มความยาวพนธะ C-C = 154 pm

♥ การจดเรยงอะตอมในผลกเพชรคลายตาขายโยงกน 3 มต ท าใหอะตอมยดกนไวแนน เพชรจงมความแขง จดเดอดจดหลอมเหลวสงมาก

พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)2. แกรไฟต (Graphite)

♥ แกรไฟตเปนอญรปหนงของคารบอน

♥ โครงสราง อะตอมของคารบอนเรยงตวเปนชนๆ และสรางพนธะโคเวเลนตตอกนเปนวง วงละ 6 อะตอมตอเนองกนอยในระนาบเดยวกน

♥ มความยาวพนธะ C-C = 154 pm , C=C = 134 pm

♥ อะตอมของคารบอนในชนเดยวกนของแกรไฟตยดเหนยวกนดวยพนธะทมความยาวอยระหวางพนธะเดยวกบพนธะค คารบอนแตละชนอยหางกน 340 pm

♥ น าไฟฟาได

♥ จดหลอมเหลวและจดเดอดสงมาก

♥ มความแขงมาก

พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)2. แกรไฟต (Graphite)

♥ คารบอนอะตอมในโครงผลกของแกรไฟตม 4 เวเลนตอเลกตรอน แตละอะตอมจะสรางพนธะกบคารบอน 3อะตอมทอยใกลเคยงกน จงม 1 อเลกตรอนอสระทเคลอนทไปทวภายในชน ท าใหแกรไฟตน าไฟฟาไดดภายในชนเดยวกน

♥ คารบอนอะตอมในแตละชนไมไดสรางพนธะโคเวเลนตกน และมแรงยดเหนยวทไมแขงแรง แกรไฟตจง เลอนไถลไปตามชนไดงาย ท าใหมสมบตในการหลอลนไดด

♥ ใชแกรไฟตท าไสดนสอและเปนสารหลอลน , ใชท าสผาผมกส าหรบเครองพมพดด


3. ซลกา (Silica) หรอซลคอนไดออกไซด (SiO2)

♥ ผลกโคเวเลนตมโครงสรางเปนผลกรางตาขาย

♥ อะตอมของซลคอนจดเรยงตวเหมอนกบคารบอนในผลกเพชร แตมออกซเจนคนอยระหวางอะตอมของซลคอนแตละค

♥ มจดหลอมเหลวสง และมความแขงสง

♥ ในธรรมชาตพบไดหลายรป เชน ควอรตซ ไตรดไมต และครสโตบาไลต

♥ ใชเปนวตถดบในการท าแกว ใยแกวน าแสง

พันธะเคมี ( Chemical Bonding - NSSC · พันธะเคมี (Chemical...

Documents

Transcript of พันธะเคมี ( Chemical Bonding - NSSC · พันธะเคมี (Chemical...