2020

1

A B A B

พนธะเคม (Chemical bond)

แรงยดเหนยวภายในโมเลกล

พนธะโลหะ

พนธะไอออนก

พนธะโควาเลนต

พนธะโคออรดเนตโควาเลนต

แรงยดเหนยวระหวางโมเลกล

แรงลอนดอน เกดในทกโมเลกล

แรงไดโพล ไดโพล

เกดในโมเลกลมขว

พนธะไฮโดรเจน

เกดกบอะตอมทมคา EN สง

พนธะเคม หมายถง แรงยดเหนยวระหวางอะตอม (ภายในโมเลกล)

12563

พนธะโลหะ(metallic bond)

* เปนแรงดงดดระหวางไอออนบวกซงเรยงชดกนกบอเลคตรอนทอย

โดยรอบ

* อะตอมของโลหะจะอยในสภาพทเปนบวก

*ใชเวเลนซอเลคตรอนรวมกน เวเลนซอเลคตรอนเคลอนทไปรอบๆ

กอนโลหะเปน กลมหมอกอเลคตรอน (electron cloud)

ทาใหดงดดนวเคลยสของอะตอม

เหลานนไดดวย

* โลหะหม 2 แขงแรงกวาโลหะหม 1

22563

32563 4

การทโลหะมพนธะโลหะจงทาใหโลหะมสมบตทวไป ดงน

1. โลหะเปนตวนาไฟฟาทด เพราะอเลกตรอนเคลอนทไดงาย

2. โลหะมจดหลอมเหลวสง เพราะเวเลนซอเลกตรอนของอะตอมทงหมดในกอน

โลหะยดอะตอมไวอยางเหนยวแนน

3. โลหะสามารถตแผเปนแผนบาง ๆ ได เพราะมกลมเวเลนซอเลกตรอนทาหนาทยด

อนภาคใหเรยงกนไมขาดออกจากกน

4. โลหะมผวเปนมนวาว เพราะกลมอเลกตรอนทเคลอนทโดยอสระมปฏกรยาตอแสง

จงสะทอนแสงทาใหมองเหนเปนมนวาว

5. สถานะปกตเปนของแขง ยกเวน Hg เปนของเหลว

6. โลหะนาความรอนไดด เพราะอเลกตรอนอสระเคลอนทไดทกทศทาง

2563

2020

2

5

กฎออกเตต (Octet rule)

การทอะตอมของธาตตาง ๆ รวมตวกนดวยสดสวนททาใหวาเลนซ

อเลกตรอนเทากบ 8

โครงสรางอะตอมของธาตเฉอยมการจดเรยงอเลกตรอนวงนอก

สดเหมอนกนคอ ม 8 อเลกตรอน (ยกเวน He ม 2 อเลกตรอน)

เชน Ne Ar

ธาตทมวาเลนซอเลกตรอนไมครบ 8 จะไมสามารถอยเปนอะตอมเดยวได(ไมเสถยร)

ตองรวมกนเปนโมเลกลซงอาจจะม 2 อะตอมหรอมากกวา

2563

พนธะไอออนก(Ionic bond)

* เปนพนธะเคมทเกดขนจากแรงยดเหนยวทางไฟฟาของ

ไอออนบวกกบไอออนลบ (electrostatic force)

Electron is given away

Atom with spare electron Need an electron to become stable

* สารประกอบไอออนกไดแก NaCl, MgO, CaCl2 62563

7

x

x

xxx

xx

xx

xx

x

x

xx

xx

xx

xx

+x -

Na+ [2,8]+ Cl- [2,8,8]-

x

x

xxx

xx

xx

xx

x

Mg (2,8,2) Cl (2,8,7)

x

x

xx

xx

xx

xx

2+x -x -

Cl- [2,8,8]- Mg2+ [2,8]2+ Cl- [2,8,8]-

2563 8

การเขยนสตรสารประกอบไอออนกสารประกอบไอออนกมสภาพเปนกลางคอ ประจบวกจะหกลางกบประจลบ

1. เขยนไอออนบวกของโลหะหรอกลมไอออนบวกไวขางหนา ตามดวยไอออนลบ

ของอโลหะหรอกลมไอออนลบ

2. ไอออนบวกและไอออนลบจะรวมกนในอตราสวนททาใหผลรวมของประจเปน

ศนย ดงนนจงตองหาตวเลขมาคณกบจานวนประจบนไอออนบวกและไอออนลบให

มจานวนเทากน แลวใสตวเลขเหลานนไวทมมขวาลางของแตละไอออน ซงทาได

โดยใชจานวนประจบนไอออนบวกและไอออนลบคณไขวกน

3. ถากลมไอออนบวกหรอไอออนลบมมากกวา 1 กลม ใหใสวงเลบ ( ) และใส

จานวนกลมไวทมมลางขวาลาง

2563

2020

3

9

ตวอยาง จงเขยนสตรของสารประกอบไอออนกตอไปน

ก. Na+ กบ O2-

ข. Mg2+ กบ O2-

ค. Al3+ กบ O2-

ง. Na+ กบ Cl-

จ. Mg2+ กบ Cl-

ฉ. Al3+ กบ Cl-

ช. NH4+ กบ SO4

2-

2563 10

การอานชอสารประกอบไอออนก

วธการอานชอสารประกอบไอออนกใหอานตามลาดบของธาตทเขยนในสตร

คอ เรมจากธาตแรกซงเกดเปนไอออนบวก (ธาตโลหะ) แลวตามดวยธาตหลง

ซงเปนไอออนลบ (ธาตอโลหะ)

2563

11

ตวอยาง

CaCO3 อานวา แคลเซยมคารบอเนต

Na2SO4 อานวา โซเดยมซลเฟต

KNO3

Ca(OH)2

2563

พนธะโควาเลนต (Covalent bond)

* เปนแรงยดเหนยวทเกดจากอะตอมของธาตทใชเวเลนซอเลกตรอน

รวมกนเปนค ๆ เพอใหเปนไปตามกฎออกเตต (Octet rule)

ไดแก Cl2 CO2 N2 CH4

C H

H

H

H

122563

2020

4

สตรโครงสราง คอสตรทแสดงถงการจบกนของธาตในโมเลกล

แบงเปน 2 ชนด

1. สตรแบบเสน : ใชเสนตรงแทนอเลกตรอนทรวมพนธะกน 2 ตว

เชน แอมโมเนย H N H

H

2. สตรแบบจด : ใชจดแทนอเลกตรอนทรวมพนธะกน ซงจะเขยน

เฉพาะอเลกตรอนวงนอกเทานน

เชน กรดไฮโดรคลอรก H Cl

132563 14

Cl ClCl2 Cl-Cl

O C OCO2 O=C=O

N NN2 N N

H ClHCl H-Cl

H HH2 H-H

2563

15

ความสมพนธระหวางชนดของพนธะกบพลงงานพนธะและความยาว

พนธะ

พลงงานพนธะ กบ ชนดของพนธะ

พลงงานพนธะ = พนธะสาม > พนธะค > พนธะเดยว

ความยาวพนธะ กบ ชนดของพนธะ

ความยาวพนธะ = พนธะเดยว > พนธะค > พนธะสาม

2563

สารประกอบทไมเปนไปตามกฎออกเตต เชน

PCl

Cl

Cl

Cl

Cl

S

FF

FF

F

F

16

อะตอมกลางมอเลกตรอนลอมรอบกตว ?

2563

2020

5

สตรเคม

สตรอยางงาย คอ สตรทแสดงวาสารนนประกอบดวยธาตใดบาง

ในอตราสวนจานวนอะตอมคาตาทสดเทาไร

เชน เบนซน CH

กลโคส CH2O

สตรโมเลกล คอ สตรทแสดงวา สารนน 1 โมเลกลประกอบดวย

ธาตใดบาง และแตละธาตมกอะตอม

เชน เบนซน C6H6

กลโคส C6H12O6

(สตรอยางงาย)n = สตรโมเลกล172563 18

ประจฟอรมอล (Formal charge)

เปนประจไฟฟาสมมตทกาหนดขนมกใชกบสารโควาเลนตเพอทานายโครงสราง

โมเลกล

อะตอมแตละตวอาจมประจเปนศนย

บางอะตอมเสมอนวามอเลกตรอนเกนมา กจะมประจเปนลบ

บางอะตอมอาจเสมอนวาเสยอเลกตรอน กจะมประจเปนบวก

ซงเรยกประจเหลานวา ประจฟอรมอล (formal charge)

2563

19

การคานวณประจฟอรมอล

ประจฟอรมอล = V - N - 1/2 B

เมอ V = จานวนเวเลนซอเลกตรอนของอะตอมทสนใจ

N = จานวนเวเลนซอเลกตรอนทไมสรางพนธะ (non-bonding)

B = จานวนอเลกตรอนทสรางพนธะอยรอบอะตอมนน

2563 20

หลกการพจารณาวาโครงสรางแบบใดเปนไปไดมากหรอนอย

1. โครงสรางทเปนไปตามกฎออกเตตมากทสด มความเปนไปไดมากทสด

2. สาหรบโมเลกลทเปนกลางโครงสรางทมประจฟอรมอลรวมตาทสดหรอเปน

ศนย มความเปนไปไดมากทสด

3. อนภาคทมประจไฟฟา โครงสรางทมประจฟอรมอลรวมเทากบประจของ

อนภาค เปนโครงสรางทเปนไปไดมากทสด

4. อะตอมของธาตชนดเดยวกนทอยในโมเลกลเดยวกน มประจฟอรมอลตรง

ขามกน เปนโครงสรางทเปนไปไดนอย

5. อะตอมทมคา EN สงมประจฟอรมอลเปนลบ เปนโครงสรางทเปนไปได

มากกวา

2563

2020

6

21

ตวอยาง จงหาประจฟอรมอลของ ClO3

ประจฟอรมอลของ Cl = 7 – 2 -½ ( 6 )

= 7 – 2 – 3

= +2

ประจฟอรมอลของ O = 6 – 6 - ½( 2 )

= -1

O ทง 3 อะตอม มประจฟอรมอล = -1 เชนเดยวกน

ดงนน ประจฟอรมอลรวม = +2 -1-1-1 = -1 [ClO3]-

ประจฟอรมอล = V - N - 1/2 B

V = จานวนเวเลนซอเลกตรอนของอะตอมทสนใจ

N = จานวนเวเลนซอเลกตรอนทไมสรางพนธะ (non-bonding)

B = จานวนอเลกตรอนทสรางพนธะอยรอบอะตอมนน 2563 22

N N O

N N O==

N N O

-2 +1 +1 -1 +1 0 0 +1 -1

ตวอยาง จงพจารณาวาโครงสรางเรโซแนนซของ N2O แบบใดเปนไปได

มากกวากน

ประจฟอรมอล = V - N - 1/2 B

เนองจาก O มคา EN สง มประจฟอรมอลเปนลบ จงเปนโครงสรางทเปนไปได

มากกวา

โครงสรางทเปนไปไดมากกวา

2563

23

การเขยนสตรโมเลกลของสารประกอบโคเวเลนต

โดยทวไปเขยนสญลกษณของธาตทเปนองคประกอบเรยงตามลาดบของธาต

และคาอเลกโทรเนกาตวต (เรยงลาดบกอนหลงดงน B, Si , C, P, H, S, I, Br,

Cl, O และ F) แลวระบจานวนอะตอมของธาตทเปนองคประกอบของโมเลกล

ตวอยาง

H2S

HCl

Cl2O

HNO3

2563 24

การอานชอสารประกอบโคเวเลนต

อานจานวนอะตอมพรอมชอธาตแรก

(ในกรณธาตแรกมอะตอมเดยวไมตองอานจานวน )

อานจานวนอะตอม และชอธาตทสอง ลงทายเปน ไ-ด (ide )

จานวนอะตอม (number prefix) อานเปนภาษากรก คอ

1 = mono 2 = di 3 = tri 4 = tetra

5 = penta 6 = hexa 7 = hepta 8 = octa

9 = nona 10 = deca 11 = undec 12 = dodec

2563

2020

7

25

ตวอยาง

CO carbon monoxide

PH3 phosphorus trihydride

NO2 nitrogen dioxide

N2O3 dinitrogen trioxide

Cl2O dichlorine monoxide

P4O10 tetraphosphorus decaoxide

CCl4 carbon tetrachloride

2563 26

Formula Common Name Prefix Name

CH4 methane carbon tetrahydride

NH3 ammonia nitrogen trihydride

H2O water dihydrogen monoxide

HCl hydrogen chloride

สารประกอบโควาเลนตบางชนดมกอานดวยชอสามญ (common name)

2563

รปรางของโมเลกล

อธบายดวยทฤษฎการผลกคอเลกตรอนในวงเวเลนซ

(Valence Shell Electron Pair Repulsion: VSEPR)

โมเลกลโควาเลนตมรปรางตางกน เนองจากสาเหตดงนคอ

* ค e- ใน valence shell ของอะตอม จะจดตวใหอยหางกนมากทสด

* ค e- คโดดเดยว จะมแรงผลก e- คอน ๆ มากกวา e- ครวมพนธะ

การผลกกนระหวางค e- จะลดลงตามลาดบดงน

Lp – Lp > Lp – Db > Lp – Sb > Db – Db > Db – Sb > Sb – Sb

เมอ Lp = อเลกตรอนคโดดเดยว Dp = พนธะค Sb = พนธะเดยว

การผลกกน ของอเลกตรอนตาง ๆ จะลดลงตามลาดบดงน

lone pair > multiple bond > bonding pair > unpaired electron

* ทศทางของพนธะโควาเลนต จะมทศทางทแนนอน 272563

สตรทวไป รปรางโมเลกล การจดเรยงตว มมพนธะ

AX2 เสนตรง (linear) 180o

AX3

สามเหลยมแบนราบ

(trigonal planar)

120o

BCl3, BF3, GaI3

AX4

ทรงสหนา

(tetrahedral)

109.5o

CH4, SnCl4, CHCl3

AX5

พรามดครวมฐานสามเหลยม

(trigonal bipyramidal)

120o (equatorial)(90o axial)

AX6

ทรงแปดหนา

(octahedral)

90o

SF6, [AlCl6]3-, [SiF6]

2-

A

ตารางท 1 รปรางของโมเลกลหรอไอออนทไมมอเลกตรอนคโดดเดยว

282563

2020

8

สตรทวไป รปรางโมเลกล การจดเรยงตว มมพนธะ

AX2E รปตวว< 120o

SnCl2, SO2, NO2-

AX3E พรามดฐานสามเหลยม107o

NH3, H3O+, PCl3

AX4E คลายไมกระดานหก(seesaw) หรอทรงสหนาทบดเบยว

186o และ 116o

SF4, TeCl4

AX5E พรามดฐานสเหลยมจตรสประมาณ90o

BrF5, IF5

Lonepair

ตารางท 2 รปรางของโมเลกลหรอไอออนทมอเลกตรอนคโดดเดยว 1 ค

292563

สตรทวไป รปรางโมเลกล การจดเรยงตว มมพนธะ

AX3E2

รปตวท T

(T-shaped)

90o

BrF3, ClF3

AX4E2 ระนาบจตรส90o

XeF4, ICl4-

AX2E3 เสนตรง Linear 180o

I3-, ICl2

-, XeF2

ตารางท 3 รปรางของโมเลกลหรอไอออนทมอเลกตรอนคโดดเดยว 2 และ 3 ค

302563

ความมขวกบรปรางโมเลกล

อาจบอกไดจากรปรางโมเลกล ดงน

1. โมเลกลหลายอะตอมทเปนเสนตรง ไดโพลจะหกลางกนหมด กลายเปน

โมเลกลไมมขว

2. โมเลกลทมรปรางเปนสามเหลยมแบนราบ (AX3) จะเปนโมเลกลไมมขว

เชน BCl3 แตถาเปน AX2Y จะเปนโมเลกลมขว

3. โมเลกลทมรปรางเปนทรงสหนา ซงมสตรทวไปเปน AX4 จะเปนโมเลกล

ไมมขวเชน CH4 ,CF4 แตถาเปน AX3Y หรอ AX2Y2 จะเปนโมเลกลมขว

4. โมเลกลทมรปรางแบบคพระมดรวมฐานสามเหลยม ซงมสตรทวไป AX5

หรอแบบทรงแปดหนา ซงมสตรทวไป AX6 จะเปนโมเลกลไมมขว

5. โมเลกลทมอเลกตรอนคโดดเดยวทอะตอมกลาง มกเปนโมเลกลมขว เชน

SO2 , H2O 312563

ตย. จงคานวณการเปลยนแปลงของพลงงานความรอนของปฏกรยาตอไปน

H2 (g) + 1O2 (g) H2O (g)2

กาหนดให พลงงานพนธะ H-H = 431.0 kJ

H-O = 463.0 kJ

O=O = 485.0 kJ

ปฏกรยานเปนแบบดดหรอคายความรอน?วธทา จากสมการ พนธะทถกทาลาย คอ H-H และ O=O

พนธะทเกดขน คอ H-O

พลงงานทตองใชเพอสลายพนธะ = 431 kJ + 1 (485.0 kJ)2

= 673.5 kJ

พลงงานทถกคายออกมา = 2 (463.0 kJ) H-O 2 พนธะ

= 926.0 kJ

ความรอนทเปลยนแปลง = 926.0 – 673.5 = 252.5 kJ

ความรอนทระบบคายออกมา มากกวา ความรอนทถกดดเขาไป ปฏกรยาคายความรอน322563

2020

9

พนธะโคออรดเนตโควาเลนต

(coordinate covalent bond)

* เปนแรงยดเหนยวทเกดจากอะตอมหนงตวใหอเลคตรอนหนงคในการ

สรางพนธะกบอะตอมอกหนงตว

* เรยกอกอยางวา dative bond

332563

แรงยดเหนยวระหวางโมเลกล

1. แรงแวนเดอรวาลส

เปนแรงดงดดอยางออนระหวางโมเลกล ม 2 ชนดทสาคญ คอ

1.1 แรงลอนดอน(London force) หรอแรงกระจายลอนดอน (London

dispersion force) ซงเปนแรงดงดดระหวางโมเลกลทไมมขว

1.2 แรงไดโพล-ไดโพล ซงเปนแรงดงดดระหวางโมเลกลทมขวดวยกน

เปนแรงยดเหนยวทมความแขงแรงนอยยงเมอเปรยบเทยบ

กบพนธะไอออนก และพนธะโคเวเลนต

342563

2. พนธะไฮโดรเจน (hydrogen bond)

* เปนพนธะทเกดจากแรงดงดดระหวางโมเลกลทมความแรง

มากกวาแรงแวนเดอรวาลส

* เกดจากแรงดงดดระหวางไฮโดรเจนทเกดพนธะกบอะตอมทมอ

เลกโตรเนกาตวต(EN)สง เชน O , N , F (กบอเลกตรอนคโดดเดยว)

* พนธะไฮโดรเจนมกแทนดวยเสนประ ( )

พนธะไฮโดรเจนHydrogen Bond

352563

สรป

362563