บทที่ 3 พันธะเคมี
3.1 สัญลักษณ์แบบจุดของลิวอิสและกฎออกเดต
3.1.1 แรงยึดเหนี่ยวภายในโมเลกุล
โดยปกติแล้วในธรรมชาติ อะตอมของธาตุต่าง ๆ จะไม่อยู่อย่างโดดเดี่ยว แต่จะรวมกันเป็นกลุ่มอะตอมหรือ เป็นโมเลกุลของสารประกอบ เช่น HCl , NH3 เป็นต้น การที่อะตอมเหล่านี้รวมอยู่ด้วยกันได้อย่างเสถียรภาพนั้น เพราะมีแรงยึดเหนี่ยวอะตอมเหล่านั้น แรงยึดเหนี่ยวนี้เรียกว่า พันธะเคมี (chemical bond) ดังนั้นถ้าต้องการให้ อะตอมที่รวมกันเป็นโมเลกุลแตกออกจากกัน ก็จะต้องมีการทา ลายพันธะเคมีอันนี้จึงสรุปคา จา กัดความของพันธะ เคมี คือ แรงยึดเหนี่ยวอะตอมต่างๆ ให้อยู่ด้วยกันอย่างมีเสถียรภาพ เกิดเป็นโมเลกุลของสารประกอบ การที่ อะตอมต่างๆ รวมกันอยู่ได้นั้นก็เพราะว่าสภาพรวมมีความเสถียรภาพมากกว่าที่จะอยู่ในสภาพโดดเดี่ยว อย่างไรก็ ตามอะตอมของธาตุบางธาตุ เช่น ธาตุหมู่ 8 A (แก๊สเฉื่อย) ก็สามารถที่จะอยู่ได้ตามลาพัง โดยไม่ต้องรวมกับ อะตอมอื่น เมื่อพิจารณาโครงสร้างและการจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอมของแก๊สเฉื่อย จะพบว่าอะตอมเหล่านี้มี อิเล็กตรอนวงนอกสุด ครบจา นวน 8 ตัว ซึ่งเป็นการจัดอิเล็กตรอนที่เสถียรเป็นพิเศษ ดังนั้นอะตอมต่าง ๆ ที่เข้าทำปฏิกิริยากันก็จะพยายามเปลี่ยนแปลงและปรับจา นวนอิเล็กตรอนระดับวงนอกของตัวเองให้เป็นเหมือนแก๊สเฉื่อย ซึ่งมีจา นวนอิเล็กตรอนเท่ากับ 8 ซึ่งเป็นไปตามกฎที่เรียกว่า กฎออกเตต (octet rule) การปรับตัวของอะตอม เพื่อให้เป็นไปตามกฎออกเตตนั้น ทา ได้โดยการให้อิเล็กตรอนไปกับอะตอมอื่น การรับอิเล็กตรอนจากอะตอมอื่น และการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันกับอะตอมอื่น โมเลกุลของสารประกอบที่ปรับตัวเป็นไปตามกฎออกเตตนั้น โมเลกุลจะมีความเสถียรมากพัฒนาการของตารางธาตุ ตลอดจนแนวคิดของการจัดอิเล็กตรอน ช่วยให้นักเคมีสามารถอธิบายการเกิด โมเลกุลหรือสารประกอบได้อย่างมีเหตุผล กิลเบิร์ต ลิวอิส (Gilbert Newton Lewis) เสนอว่า อะตอมรวมตัวกัน เพื่อทา ให้เกิดการจัดอิเล็กตรอนที่มีเสถียรภาพเพิ่มขึ้น โดยเสถียรภาพมีค่ามากที่สุดเมื่ออะตอมมีจำนวนอิเล็กตรอน เท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนในธาตุเฉื่อย เมื่ออะตอมรวมกันเกิดเป็นพันธะเคมี อิเล็กตรอนระดับนอกหรือที่เรียกว่า เวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่านั้นที่เกี่ยวข้องกับการเกิดพันธะเคมี นักเคมีใช้สัญลักษณ์แบบจุดของลิวอิส ในการนับจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนระหว่างปฏิกิริยาและเพื่อให้แน่ใจว่าจำนวนอิเล็กตรอนมีค่าคงที่สัญลักษณ์แบบจุดของ ลิวอิส ประกอบด้วยสัญลักษณ์ ธาตุ และจุด 1 จุด แทน 1 เวเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมธาตุนั้น เช่น โลหะในหมู่ I Aซึ่งมีเวเลนซ์ อิเล็กตรอน 1 ตัว
3.2 พันธะไอออนิก ( Ionic bond )
เป็นพันธะที่เกิดจากการที่อะตอมหนึ่งเป็นฝ่ายให้อิเล็กตรอนระดับนอก และอีกอะตอมหนึ่งเป็นฝ่ายรับ อิเล็กตรอนเข้ามาสู่ระดับนอก แล้วทา ให้อะตอมทั้งสองฝ่ายอยู่ในสภาพเสถียร (ครบ 8 ตามกฎออกเตต)
สารประกอบไอออนิก
สารประกอบไอออนิก เป็นสารประกอบที่ประกอบด้วยไอออนที่มาอยู่รวมกันยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะไอออนิกคือแรงดึงดูดทางไฟฟ้าระหว่างไอออนที่มีประจุตรงข้ามกันการที่ไอออนรวมกันอยู่เป็นกลุ่มทำให้สารประกอบไอออนิกมีสมบัติ ดังนี้
1. การละลาย สารประกอบไอออนิก ส่วนมากละลายน้า ได้ ไม่ละลายในตัวทา ละลายที่เป็นสารอินทรีย์ อื่น ๆ จากความสามารถละลายน้ำได้ จะพบสารประกอบไอออนิกละลายอยู่ในน้ำ ทะเลและมหาสมุทร เช่น NaCl เป็นต้น
2. การนำไฟฟ้า สารประกอบไอออนิกในสภาพของแข็ง มีการนา ไฟฟ้าต่า มาก เพราะไอออนเกาะกันแน่น ในโครงสร้างของผลึก จึงไม่สามารถเคลื่อนที่อย่างอิสระได้ แต่เมื่อละลายน้า เป็นสารละลาย หรืออยู่ในสภาวะ หลอมเหลวจะนา ไฟฟ้าได้ดี ทั้งนี้เนื่องจากเกิดการแตกตัวเป็นไอออน
3. ความแข็ง สารประกอบไอออนิกโดยทั่วไปเป็นของแข็ง ภายในผลึกประกอบด้วยแรงยึดเหนี่ยวระหว่างไอออนที่เกิดจากไฟฟ้าสถิตที่แข็งแรงมากจากการทดลองโดยใช้รังสีเอ็กซ์ ศึกษาโครงสร้างผลึกโซเดียมคลอไรด์ พบว่ามีกลุ่มอิเล็กตรอน 2 กลุ่ม กลุ่มหนึ่งมีอิเล็กตรอน 10 ตัว อีกกลุ่มหนึ่งมีอิเล็กตรอน 18 ตัว ล้อมรอบนิวเคลียสหนึ่ง ๆ จานวนอิเล็กตรอน 2 กลุ่มนี้ตรงกับจานวนอิเล็กตรอนของโซเดียมไอออนและคลอไรด์ไอออน ตามลาดับ สมบัติที่เกี่ยวกับความแข็งของสารประกอบไอออนิกเนื่องมาจาก การดึงดูดกันระหว่างไอออนในโครงสร้างของผลึก
4.จุดเดือดและจุดหลอมเหลวสารประกอบไอออนิกมีแนวโน้มที่จะมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง เนื่องจากมีพันธะไอออนิกที่แข็งแรง และมีแรงดึงดูดระหว่างไอออนบวกและไอออนลบทุกทิศทาง
3.3 พันธะโคเวเลนต์ (Covalent bond)
พันธะโคเวเลนต์ เป็นพันธะที่เกิดขึ้นเมื่ออะตอมสร้างแรงยึดเหนี่ยวระหว่างกัน นา เอาอิเล็กตรอนระดับนอก ที่มีจานวนเท่ากันมาใช้ร่วมกัน (Share) อาจจะเป็น 1 คู่ เกิดพันธะเดี่ยว (Single bond) 2 คู่ เกิดพันธะคู่ (Double bond) หรือ 3 คู่ เกิดพันธะสาม (triple bond) สารประกอบที่เกิดขึ้นจากการเกิดพันธะโคเวเลนต์ เรียกว่า สารประกอบโคเวเลนต์ ในปี ค.ศ. 1916 กิลเบิร์ต ลิวอิส (Gilbert Lewis) ได้เสนอแนวคิดว่า พันธะโคเวเลนต์เป็น เรื่องของการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันระหว่าง 2 อะตอมที่เข้าทา ปฏิกิริยากัน ขณะเดียวกันก็มีการเปลี่ยนแปลงจา นวน อิเล็กตรอนรอบนอกสุด ให้มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนครบ 8 ตัว แบบแก๊สเฉื่อย ซึ่งเป็นไปตามกฎออกเตต
กฎออกเตต (Octet rule)
ลิวอิส ได้เสนอกฎออกเตต ซึ่งกฎนี้กล่าวว่า อะตอมต่าง ๆ นอกจากไฮโดรเจนมีแนวโน้มจะสร้างพันธะ เพื่อให้มีอิเล็กตรอนระดับนอกครบแปด อะตอมจะสร้างพันธะโคเวเลนต์ เมื่อมีอิเล็กตรอนระดับนอกไม่ครบ 8 อิเล็กตรอน (เรียกว่า ไม่ครบออกเตต) การใช้อิเล็กตรอนร่วมกันในพันธะโคเวเลนต์ จะทา ให้อะตอมมีอิเล็กตรอน ครบออกเตตได้ ยกเว้นไฮโดรเจนจะสร้างพันธะเพื่อให้มีการจัดอิเล็กตรอนระดับนอกเหมือนธาตุฮีเลียม คือ มี 2 อิเล็กตรอน
ข้อยกเว้นของกฎออกเตต
1. กรณีโมเลกุลที่อะตอมกลางมีอิเล็กตรอนเกินแปด ธาตุบางธาตุในคาบที่ 3 เช่น ฟอสฟอรัส (P) หรือ กา มะถัน (S) สามารถมีอิเล็กตรอนระดับนอกได้เกิน 8 ตัว (เพราะจาeนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงาน n = 3 มี อิเล็กตรอนได้สูดสุด 18 ตัว) จึงทา ให้ฟอสฟอรัสและกา มะถัน สามารถสร้างพันธะโคเวเลนต์ โดยใช้อิเล็กตรอน มากกว่า 8 ตัว ได้ เช่น ฟอสฟอรัสเพนตะคลอไรด์ (PCl5)
2. กรณีของโมเลกุลที่อะตอมกลางมีอิเล็กตรอนไม่ครบแปดในสารประกอบบางชนิด อะตอมกลางของโมเลกุลที่เสถียรมีอิเล็กตรอนไม่ครบ 8 อิเล็กตรอน
ความยาวพันธะและพลังงานพันธะ
ความยาวพันธะ หมายถึง ระยะระหว่างนิวเคลียสของอะตอมที่สร้างพันธะกันซึ่งเป็นค่าที่วัดได้ในหน่วย พิกโคเมตร (pm) และพลังงานพันธะ หมายถึง พลังงานที่ใช้ในการแยกอะตอม ที่ยึดเหนี่ยวกันไว้ด้วยพันธะให้หลุดออกจากกัน วัดได้ในหน่วยกิโลจูลต่อโมล พลังงานพันธะบอกให้ทราบถึงความแข็งแรงของพันธะนั้น พันธะยิ่งแข็งแรงยิ่งต้องการพลังงานมากในการทาลายพันธะ พลังงานพันธะบางครั้งเรียก พลังงานสลายพันธะ ความยาวพันธะและพลังงานพันธะขึ้นอยู่กับปริมาณความหนาแน่นของอิเล็กตรอนระหว่างนิวเคลียสของอะตอมทั้งสอง ถ้าความหนาแน่นอิเล็กตรอนมาก นิวเคลียสทั้งสองจะยึดเหนี่ยวกันไว้อย่างแรง และเข้ามาอยู่ชิดกันมาก ดังนั้นพันธะคู่จะสั้นและแข็งแรงกว่าพันธะเดี่ยวและพันธะสามจะสั้นและแข็งแรงกว่าพันธะคู่
เรโซแนนซ์
เรโซแนนซ์ หมายถึง การใช้โครงสร้างลิวอิสตั้งแต่ 2 โครงสร้างขึ้นไปแทนโมเลกุลใดโมเลกุลหนึ่งที่ไม่สามารถเขียนโครงสร้างที่แท้จริงออกมาเป็นสูตรได้อย่างชัดเจน เช่น เบนซีน จากการทดลองพบว่าพันธะระหว่างคาร์บอนอะตอมในโครงสร้างทั้ง 6 พันธะยาวเท่ากันคือ 140 pm ซึ่งอยู่ระหว่างความยาวของพันธะเดี่ยว c - c เท่ากับ 154 pm และความยาวของพันธะคู่ c = c เท่ากับ 133 pm แสดงว่าโครงสร้างเรโซแนนซ์ที่เขียนขึ้นนี้ไม่ใช่โครงสร้างที่แท้จริงของเบนซีน โครงสร้างที่แท้จริงของเบนซีนเป็นเรโซแนนซ์ไฮบริดของโครงสร้างเรโซแนนซ์ทั้งสอง
ทฤษฎีไฮบริดออร์บิทัล (Hybrid obital theory)
ทฤษฎีพันธะเวเลนซ์สามารถอธิบายการเกิดพันธะในโมเลกุลอะตอมคู่และโมเลกุลง่าย ๆ ได้ดี อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีดังกล่าวไม่สามารถอธิบายการเกิดพันธะในโมเลกุลอื่นอีกมากมายได้ เช่น มีเทน (CH4) คาร์บอนอะตอมมี อิเล็กตรอนวงนอกสุด 4 ตัว
ทฤษฎีออร์บิทัลโมเลกุล (Molecular orbital theory : MO theory)
ทฤษฎีพันธะเวเลนซ์และทฤษฎีไฮบริดออร์บิทัลอธิบายว่า พันธะโคเวเลนต์ในโมเลกุลเกิดจากการซ้อนกัน ของออร์บิทัลอะตอมหรือไฮบริดออร์บิทัล อิเล็กตรอนในโมเลกุลจึงอยู่ในออร์บิทัลอะตอมหรือไฮบริดออร์บิทัล ของแต่ละอะตอม เช่น ใน CH4 โมเลกุล พันธะเกิดจาก 1s ออร์บิทัลของ H อะตอมและ sp3 4 ออร์บิทัล ของ C อะตอม อย่างไรก็ดี ทฤษฎีพันธะเวเลนซ์ และทฤษฎีไฮบริดออร์บิทัลไม่สามารถใช้อธิบายสเปกตรัมและสมบัติ แม่เหล็กของโมเลกุลได้ เช่น ออกซิเจน (O2) มีสมบัติเป็นพาราแมกเนติก (paramagnetic) ซึ่งจะถูกดึงดูดใน สนามแม่เหล็กเนื่องจากมีอิเล็กตรอนเดี่ยว แต่ออกซิเจนอะตอมมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 6 ตัวซึ่งเป็นเลขคู่ ตาม ทฤษฎีพันธะเวเลนซ์จะทา นายได้ว่าอิเล็กตรอนทั้งหมดในโมเลกุลจะอยู่เป็นคู่ ซึ่งไม่สอดคล้องกับสมบัติพาราแมก เนติก ทฤษฎีออร์บิทัลโมเลกุล มีสมมติฐานเกี่ยวกับการเกิดพันธะ
พันธะไฮโดรเจน (Hydrogen bond)
พันธะไฮโดรเจน เป็นพันธะที่เกิดกับโมเลกุลที่ประกอบด้วยธาตุไฮโดรเจน (H) สร้างพันธะโคเวเลนต์กับอะตอมที่มีสภาพไฟฟ้าลบสูง ซึ่งสามารถดึงดูดอิเล็กตรอนคู่ในพันธะได้ดี ความหนาแน่นอิเล็กตรอนจะไปเข้มข้นอยู่ทางด้านของอะตอมที่มีสภาพไฟฟ้าลบสูง ทาให้อะตอมไฮโดรเจนมีสภาพไฟฟ้าเป็นบวกมาก จนเกือบกลายเป็นไฮโดรเจนไอออน อะตอมไฮโดรเจนจึงสามารถดึงดูดอะตอมที่มีสภาพไฟฟ้าลบสูงของโมเลกุลข้างเคียง เกิดเป็นพันธะขึ้น ซึ่งพันธะนี้ทาหน้าที่คล้ายสะพานเชื่อมระหว่างสองอะตอมของสองโมเลกุลนั้น พันธะไฮโดรเจนจัดเป็นแรงระหว่างโมเลกุลที่เป็นแรงดึงดูดทางไฟฟ้าอย่างอ่อนกว่าพันธะไอออนิกและพันธะโคเวเลนต์แต่แรงกว่าแรงแวนเดอร์วาล และเป็นพันธะที่ยาวกว่าพันธะโคเวเลนต์ เราใช้ขีด ---- และ .... แทนพันธะไฮโดรเจน สารประกอบที่มีพันธะไฮโดรเจนได้แก่ HCl, H2O, HF ฟลูออรีนเป็นธาตุที่มีสภาพไฟฟ้าลบสูงที่สุด ดังนั้นพันธะ H - F ในไฮโดรเจนฟลูออไรด์จึงเป็นพันธะที่อยู่ในสภาพมีขั้วมาก จึงเกิดแรงดึงดูดระหว่างฟลูออรีนกับไฮโดรเจนของอีกโมเลกุลหนึ่ง เกิดเป็นพันธะไฮโดรเจน
เลขออกซิเดชัน (Oxidation number)
เลขออกซิเดชัน หมายถึง ตัวเลขที่แสดงจำนวนอิเล็กตรอนในระดับนอกของธาตุที่ใช้ในการสร้างพันธะเคมี เวลาเขียนจะแสดงเครื่องหมายบวกหรือลบกา กับไว้ สาหรับสารประกอบไอออนิก เลขออกซิเดชันของธาตุที่ให้ อิเล็กตรอนจะมีเครื่องหมายเป็นบวก และมีค่าเท่ากับจานวนอิเล็กตรอนที่ให้ไป ส่วนธาตุที่รับอิเล็กตรอนเลข ออกซิเดชันจะมีเครื่องหมายเป็นลบ และมีค่าเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่รับมา
3.4 พันธะโลหะ
พันธะโลหะ หมายถึง แรงยึดเหนี่ยวที่ทำให้อะตอมของโลหะ อยู่ด้วยกันในก้อนของโลหะ โดยมีการใช้เวเลนต์อิเล็กตรอนร่วมกันของอะตอมของโลหะ โดยที่เวเลนต์อิเล็กตรอนนี้ไม่ได้เป็นของอะตอมหนึ่งอะตอมใดโดยเฉพาะ เนื่องจากมีการเคลื่อนที่ตลอดเวลา ทุกๆอะตอมของโลหะจะอยู่ติดกันกับอะตอมอื่นๆ ต่อเนื่องกันไม่มีที่สิ้นสุด จึงทำให้โลหะไม่มีสูตรโมเลกุล ที่เขียนกันเป็นสูตรอย่างง่าย หรือสัญลักษณ์ของธาตุนั้นเอง
แสดงการเกิดพันธะโลหะ
สมบัติของพันธะโลหะ
• นำความร้อนได้ดี
• นำไฟฟ้าได้
• รีดเป็นแผ่นได้ง่าย
• ดึงเป็นเส้นยาว ๆ ได้โดยไม่ขาดง่าย
• จุดหลอมเหลวสูง
• มีความเป็นมันวาว
• เชื่อมต่อกันได้
การที่โลหะมีพันธะโลหะจึงทำให้โลหะมีสมบัติทั่วไป ดังนี้
1. โลหะเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี เพราะอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ได้ง่าย
2. โลหะมีจุดหลอมเหลวสูง เพราะเวเลนต์อิเล็กตรอนของอะตอมทั้งหมดในก้อนโลหะยึดอะตอมไว้อย่างเหนียวแน่น
3. โลหะสามารถตีแผ่เป็นแผ่นบางๆได้ เพราะมีกลุ่มเวเลนต์อิเล็กตรอนทำหน้าที่ยึดอนุภาคให้เรียงกันไม่ขาดออกจากกัน
4. โลหะมีผิวเป็นมันวาว เพราะกลุ่มอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่โดยอิสระมีปฏิกิริยาต่อแสง จึงสะท้อนแสงทำให้มองเห็นเป็นมันวาว
5. สถานะปกติเป็นของแข็ง ยกเว้น Hg เป็นของเหลว
6. โลหะนำความร้อนได้ดี เพราะอิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ได้ทุกทิศทาง
พันธะโลหะ (Metallic bonding) เป็นพันธะภายในโลหะซึ่งเกี่ยวข้องกับ การเคลื่อนย้าย อิเล็กตรอน อิสระระหว่างแลตทิซของอะตอมโลหะ ดังนั้นพันธะโลหะจึงอาจเปรียบได้กับเกลือที่หลอมเหลว อะตอมของโลหะมีอิเล็กตรอนพิเศษเฉพาะในวงโคจรชั้นนอกของมันเทียบกับคาบ (period) หรือระดับพลังงานของพวกมัน อิเล็กตรอนที่เคลื่อนย้ายเหล่านี้เปรียบได้กับทะเลอิเล็กตรอน(Sea of Electrons) ล้อมรอบแลตทิชขนาดใหญ่ของไอออนบวก
พันธะโลหะเทียบได้กับพันธะโควาเลนต์ที่เป็น นอน-โพลาร์ ที่จะไม่มีในธาตุโลหะบริสุทธ์ หรือมีน้อยมากในโลหะผสม ความแตกต่าง อิเล็กโตรเนกาทิวิตีระหว่างอะตอม ซึ่งมีส่วนในปฏิกิริยาพันธะ และอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยาจะเคลื่อนย้ายข้ามระหว่างโครงสร้างผลึกของโลหะ พันธะโลหะเขียนสูตรทางเคมีไม่ได้ เพราะไม่ทราบจำนวนอะตอมที่แท้จริง อาจจะมีเป็นล้านๆ อะตอมก็ได้
พันธะโลหะเป็นแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิต (electrostatic attraction) ระหว่างอะตอม หรือ ไออนของโลหะ และ อิเล็กตรอนอิสระ(delocalised electrons) นี่คือเหตุว่าทำไมอะตอมหรือชั้นของมันยอมให้มีการเลื่อนไถลไปมาระหว่างกันและกันได้ เป็นผลให้โลหะมีคุณสมบัติที่สามารถตีเป็นแผ่นหรือดึงเป็นเส้นได้
3.5 การใช้ประโยชน์ของสารประกอบไอออนิก สารโควาเลนต์
สารประกอบ คือ สารที่เกิดจากการรวมตัวของธาตุตั้งแต่สองธาตุขึ้นไป โดยเกิดการเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอน เพื่อให้เป็นไปตามกฎออกเตต (ให้อิเล็กตรอนวงนอกสุดครบแปด) นั่นคือ สารประกอบเกิดจากพันธะเคมีซึ่งอาจเกิดจากพันธะไอออนิก หรือ พันธะโคเวเลนต์ก็ได้
สมบัติของสารประกอบไอออนิก
1. มีขั้ว สารประกอบไอออนิกไม่เกิดเป็นโมเลกุลเดี่ยว แต่เป็นของแข็งประกอบด้วยไอออนจานวนมากยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงยึดเหนี่ยวทางไฟฟ้า
2. นาไฟฟ้าได้ เมื่อใส่สารประกอบไอออนิกลงในน้า ไอออนจะแยกออกจากกัน ทาให้สารละลายนาไฟฟ้าได้ และสารประกอบไอออนิกที่หลอมเหลวก็นาไฟฟ้าได้ เพราะเมื่อหลอมเหลวไอออนจะแยกกันเป็นอิสระ
3. มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง เพราะสารประกอบไอออนิกต้องใช้พลังงานมากในการทาลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างไอออน เพื่อจะให้กลายเป็นของเหลว หรือกลายเป็นไอ
4. การละลาย สารประกอบไอออนิกละลายได้ในน้าหรือละลายในตัวทาละลายที่มีสภาพขั้วสูงมาก
5. การเกิดปฏิกิริยาไอออนิก เป็นปฏิกิริยาระหว่างไอออน เพราะสารประกอบไอออนิกเมื่อเป็นสารละลาย ไอออนเป็นอิสระ จึงเกิดปฏิกิริยาทันที
6. สารประกอบไอออนิกเกิดจากไอออนประจุตรงกันข้าม รอบ ๆ ไอออน จะมีสนามไฟฟ้าจึงไม่แสดงทิศทางพันธะไอออนิก
สมบัติของสารประกอบโคเวเลนต์
1. แรงดึงดูดภายในโมเลกุลมีน้อยทาให้มีสถานะเป็นแก๊ส ของเหลว และเป็นของแข็งที่อ่อนนุ่มที่อุณหภูมิปกติ
2. ไม่ละลายน้า
3. มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่า เพราะใช้พลังงานน้อยในการทาลายแรงยึดเหนี่ยวภายในโมเลกุล
4. ไม่นาไฟฟ้า
5. ละลายในเบนซีน และสารอินทรีย์หรือตัวทาละลายที่ไม่มีขั้ว เนื่องจากสารประกอบมีอยู่มากมาย จึงจาเป็นต้องมีกฎเกณฑ์ในการเขียนสูตร และการเรียกชื่อสารประกอบ เพื่อให้สะดวกแก่การจดจา และง่ายต่อการเรียนการสอน ทั้งจะได้มีแบบแผนหลักเกณฑ์ที่เหมือนกัน
แบบทดสอบที่
1. จำนวนพันธะโคเวเลนต์ในโมเลกุล CH4 , SiCl4 , NaCl , NH3 เป็นกี่พันธะมีค่าเรียงตามลำดับ คือข้อใด
2. พันธะเดี่ยว หมายถึงอะไร
ก. พันธะที่เกิดจากการใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนร่วมกัน 1 คู่
ข. พันธะที่เกิดจากการใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนร่วมกัน 2 คู่
ค. พันธะที่เกิดจากการใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนร่วมกัน 3 คู่
ง. พันธะที่เกิดจากการใช้์อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวร่วมกัน 1 คู่
3. ธาตุในข้อใด เกิดพันธะโคเวเลนต์กับธาตุคลอรีนได้ดีที่สุด
ก. Na ข. Ra ค. C ง. Cs
4. สมบัติทางกายภาพในข้อใด ที่ใช้อธิบายสมบัติทางเคมีของอโลหะ
ก. พลังงานไอออไนเซชันสูง ขนาดอะตอมใหญ่ สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนน้อย
ข. พลังงานไอออไนเซชันต่ำ ขนาดอะตอมใหญ่ อิเล็กโทรเนกาติวิตีต่ำ
ค. พลังงานไอออไนเซชันสูง ขนาดอะตอมเล็ก สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนน้อย
ง. พลังงานไอออไนเซชันสูง ขนาดอะตอมเล็ก อิเล็กโทรเนกาติวิตีสูง
5. ธาตุ Z มีพลังงานไอออไนเซชันตั้งแต่ลำดับที่หนึ่งถึงลำดับที่ 8 เป็นดังนี้ 1.320, 3.395, 5.307, 7.476, 10.996, 13.333, 71.343, 84.086 ธาตุ Z มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่าใด
ก. 1 ข. 4 ค. 6 ง. 7
6. ตารางแสดงค่าพลังงานพันธะเฉลี่ยในสารไฮโดรคาร์บอน
ชนิดพันธะ | พลังงานพันธะ |
C - H | 413 |
C - C | 348 |
ก. มากกว่า 587 kJ ข. น้อยกว่า 283 kJ ค. มากกว่า 526 kJ ง. น้อยกว่า 278 kJ
7. เหตุใดสารโคเวเลนต์ จึงมีจุดเดือด จุดหลอมเหลวต่ำ
ก. สารโคเวเลนต์มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลน้อย ข. สารโคเวเลนต์มักสลายตัวได้ง่าย
ค. สารโคเวเลนต์ไม่มีประจุไฟฟ้า ง. สารโคเวเลนต์มักมีโมเลกุลขนาดเล็ก
8. สารละลายที่เกิดจากธาตุหมู่ 1 กับน้ำ มีสมบัติอย่างไร
ก. เป็นกลาง ข. เป็นได้ทั้งกรดและเบส ค. เป็นกรด ง. เป็นเบส
9. สาร X เป็นโมเลกุลไม่มีขั้ว สาร Y เป็นโมเลกุลมีขั้ว ส่วนสาร Z เป็นพันธะไม่มีขั้ว ถ้าขนาดของโมเลกุลของ X>Y>Z แล้วสาร X Y และ Z ควรเป็นดังข้อใด
ก. CH2 , NH3 , C6H6 ข. BeCl2 , CH2Cl2 , S8 ค. Br2 , H2O , H2 ง. SiH4 , PCl3 , PCl5
10. กำหนดค่า EN ของธาตุดังนี้ A = 3.0 , B = 2.8 X= 2.7 , Y = 3.7 จงเรียงลำดับความแรงขั้วจากมากไปน้อย
ก. A-B , B-X , X-Y ข. A-Y , B-X , A-X ค. Y-B , A-Y , A-X ง. A-X , B-Y , A-Y
11. ถ้า A , B และ C เป็นสารโคเวเลนต์ 3 ชนิด โดยทั้ง 3 ชนิดมีสถานะเป็นของเหลว โมเลกุลของสาร Aและ B มีขั้ว ส่วนโมเลกุลของสาร C ไม่มีขั้ว สารใดสามารถละลายน้ำได้
ก. สาร C ข. สาร A และ C ค. สาร A เเละ B ง. สาร B และ C
12. จงระบุว่าสารในข้อใดละลายน้ำได้
1) แคลเซียมคลอไรด์ 2) แอมโมเนียมซัลเฟต 3 )เมอร์คิวรี(I)คลอไรด์
4) ไ อร์ออน(III)ไฮดรอกไซด์ 5) โพแทสเซียมฟอสเฟต
ก. 1 2 3 ข. 1 2 5 ค. 2 3 4 ง. 2 3 5
13. ถ้า A, B ,C ,D เป็นธาตุที่มีเลขอะตอม 7,11,17 และ 20 ตามลำดับ สูตรของไอออนและสารประกอบไอออนิกในข้อใดถูกต้อง
ข้อ | ไอออนบวก | ไอออนลบ | สูตรสารประกอบไอออนิก |
ก | D2+ | A3- | D3A2 |
ข | C3+ | B2- | C2B3 |
ค | B+ | A- | BA |
ง | A+ | C- | AC |
ก. พันธะในสาร X เป็นพันธะไอออนิก
ข. เมื่อ X ละลายน้ำ จะดูดความร้อน ทำให้ละลายได้น้อย
ค. X มีสูตร CaF2 ผลึกมีความแข็งแรงมากจึงละลายได้ยาก
ง. สาร X เมื่อหลอมเหลวจะนำไฟฟ้า
15. เมื่อละลาย KCl ในน้ำเกิดปฏิกิริยาเป็นขั้น ๆ และมีการเปลี่ยนแปลงพลังงาน ดังนี้
1) KCl(s) -----> K+(g) + Cl-(aq) H1 = 701.2 kJ/mol
2) K+(g) + Cl-(g) -------> K+(aq) + Cl-(aq) H2 = 684.1 kJ/mol
ปฏิกิริยานี้เป็นแบบใด
ก. คายพลังงานเท่ากับ 1385.3 kJ/mol ข. คายพลังงานเท่ากับ 17.1 kJ/mol
ค. ดูดพลังงานเท่ากับ 17.1 kJ/mol ง. ดูดพลังงานเท่ากับ 1385.3 kJ/mol
16. สาร X , Y , Z มีพลังงานพันธะเป็น 120 , 200 , 90 kJ/mol ตามลำดับ จงเรียงความยาวพันธะจากน้อยไปมาก
ก. X , Y , Z ข. Z , Y , X ค. Y , X , Z ง. Z , X , Y
17. ข้อใดกล่าว ไม่ ถูกต้องเกี่ยวกับสมบัติของสารประกอบไอออนิก
ก. นำไฟฟ้าได้ทุกสถานะ ข. เกิดจากการรวมตัวของไอออนบวกกับไอออนลบ
ค. จัดเรียงตัวเป็นผลึก ง. มีผลรวมของประจุสุทธิ เป็น ศูนย์
18. พันธะเคมี หมายถึง อะไร
ก. แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอม ข. พลังงานที่ทำให้อะตอมสลายตัว
ค. การอยู่รวมกันของอะตอม ง. การอยู่รวมกันของโมเลกุล
19. กำหนดการจัดอิเล็กตรอนของธาตุให้ ดังนี้ A 2,8,2 B 2,8,8,1 C 2,8,7 D 2,8,18, 8 ธาตุคู่ใดมีการเกิดเป็นสารประกอบไอออนิกได้
ก. A กับ D ข. C กับ D ค. B กับ C ง. B กับ D
ก. อโลหะมีค่า EN สูงเสียอิเล็กตรอนยาก ข. อโลหะมีค่า EN สูงเสียอิเล็กตรอนง่าย
ค. อโลหะมีค่า EN ต่ำเสียอิเล็กตรอนยาก ง. อโลหะมีค่า EN ต่ำเสียอิเล็กตรอนง่าย
เฉลยแบบทดสอบบทที่ 3
2. ก
3. ค
4. ง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น