Upload
others
View
51
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
พนธะเคม (Chemical Bonding)เอกสารประกอบการเรยนวชา
วทยาศาสตร2 (ว31102) และเคม1 (ว31221)อาจารยสชารณ ปนกอน
พนธะเคม (Chemical Bonding)
- เปนแรงยดเหนยวใหอะตอมชนดเดยวกน หรอตางชนดกนมาอยดวยกนเปนโมเลกล
- เปนการจดเรยงตวของอเลกตรอนของอะตอมตางๆ ซงพยายามปรบตวเอง โดยการรวมกบอะตอมอน เพอใหการจดเรยงตวของอเลกตรอนมสภาพเสถยร
พนธะเคม (Chemical Bonding)
เปนการสรางแรงยดเหนยวระหวางอะตอม โดยแตละอะตอมมารวมกนเกดเปนโมเลกล หลายๆโมเลกลมารวมกนเปนกลมกอนไดจะตองมแรงยดเหนยวกนระหวางโมเลกลแตละโมเลกล จงแบงการเกดพนธะหรอแรงยดเหนยวทางเคมออกเปน 2 ประเภท คอ
………………………………..
………………………………..
การเกดพนธะ
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.
กฎออกเตต (Octet Rule)
.... .. + อเลกตรอนวงนอกทไมใชในการเกดพนธะรวมกน
F .
อเลกตรอนวงนอกทใชในการเกดพนธะรวมกน
F ..... .. F ..... .. F.
.. ....
กฎออกเตต (Octet Rule)
♥ อเลกตรอนทอะตอมใชรวมกน เรยกวา อเลกตรอนครวมพนธะ (Bond pair electrons)
♥ อเลกตรอนตวอนๆทไมไดใชรวมในพนธะ เรยกวา อเลกตรอนคโดดเดยว หรออเลกตรอนคอสระ (Lone pair electron)
ขอยกเวนส าหรบกฎออกเตต
กฎออกเตต (Octet Rule)
1.พวกทไมครบออกเตต
ไดแก สารประกอบของธาตในคาบท 2 ของตารางธาต ทมเวเลนตอเลกตรอน
นอยกวา 4 เชน 4Be = 2 , 2
5B = 2 , 3
เชน BF3 , BCl3 , BeCl2 และ BeF2 เปนตน
ขอยกเวนส าหรบกฎออกเตต
กฎออกเตต (Octet Rule)
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
ขอยกเวนส าหรบกฎออกเตต
กฎออกเตต (Octet Rule)
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”
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
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
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
ชนดของพนธะโคเวเลนต (Covalent Bond)
พจารณาจากจ านวนอเลกตรอนทใชรวมกนของอะตอมครวมพนธะดงน
1. พนธะเดยว (Single Bond) ♥ พนธะทเกดจากการทอะตอมทงสองใชอเลกตรอนรวมกน 1 ค
♥ ใชเสน 1 เสน ( — ) แทนพนธะเดยว
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
ชนดของพนธะโคเวเลนต (Covalent Bond)
พจารณาจากจ านวนอเลกตรอนทใชรวมกนของอะตอมครวมพนธะดงน
2. พนธะค (Double Bond) ♥ พนธะทเกดจากการทอะตอมทงสองใชอเลกตรอนรวมกน 2 ค
♥ ใชเสน 2 เสน ( = ) แทน 1 พนธะค
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
ชนดของพนธะโคเวเลนต (Covalent Bond)
พจารณาจากจ านวนอเลกตรอนทใชรวมกนของอะตอมครวมพนธะดงน
3. พนธะสาม (Triple Bond) ♥ พนธะทเกดจากการทอะตอมทงสองใชอเลกตรอนรวมกน 3 ค
♥ ใชเสน ( = ) แทน 1 พนธะสาม
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
สตรโครงสรางพนธะโคเวเลนต
1. สตรแบบจด หรอสตรลวอส (electron-dot structure)
เปนการสรางพนธะโดยการน าเอาเวเลนซอเลกตรอนมาใชรวมกนของอะตอมทงสองอะตอมใหเปนไปตาม “กฎออกเตต (octet rule)” โดยแสดงเวเลนซอเลกตรอนเปนจด
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
สตรโครงสรางพนธะโคเวเลนต
1. สตรแบบจด หรอสตรลวอส (electron-dot structure or Lewis structure )
1. เขยนอะตอมกลาง2. เขยนจดแทนเวเลนตอเลกตรอน3. น าอะตอมของแตละธาตมาเขาคกนโดยใหแตละอะตอมทใชอเลกตรอนรวมกนมเวเลนซเลกตรอนเปนไปตามกฏออกเตต
หลกการเขยนสตรลวอส H2O
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
สตรโครงสรางพนธะโคเวเลนต
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
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
จงเขยนสตรแบบจดและสตรแบบเสนของสารประกอบตอไปน
สตรเคม สตรแบบจด สตรแบบเสน
HCl
H2O
C2H2
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
จงเขยนสตรแบบจดและสตรแบบเสนของสารประกอบตอไปน
สตรเคม สตรแบบจด สตรแบบเสน
NH3
CS2
AlF3
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
จงเขยนสตรแบบจดและสตรแบบเสนของสารประกอบตอไปน
สตรเคม สตรแบบจด สตรแบบเสน
PBr3
SCl6
BeF2
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
การเขยนสตรโมเลกลโคเวเลนต
1.โมเลกลโคเวเลนตเกดจากการรวมกนของธาตตงแต 2 อะตอมขนไป ก าหนดใหเขยนสญลกษณของธาตเรยงล าดบคา EN จากนอยไปมากดงน
Si < B < P < H < C,Se < S < I < Br < N < Cl < O < F2.ใชอเลกตรอนครวมพนธะของแตละอะตอมของธาตคณไขว
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
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
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
1. PH3 : ……………………...................................................
2.SCl6 : ……………………...................................................
3.N2O3: ……………………...................................................
4.HI: ……………………...................................................
จงเรยกชอสารประกอบตอไปน
5.AsF5 : ……………………...................................................
6.Cl2O7 : ……………………...................................................
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
พนธะโคออรดเนตโคเวเลนต (Coordinate Covalent bond)
พนธะโคออรดเนตโคเวเลนต (Coordinate Covalent bond)คอ พนธะทเกดขนโดยอเลกตรอนครวมพนธะมาจากอะตอมของธาตเดยว
สวนอกธาตหนงไมไดสงอเลกตรอนมารวมพนธะแตมาใชอเลกตรอนคโดดเดยวของธาตอน เพอใหจ านวนเวเลนตอเลกตรอนครบ 8 ตามกฎออกเตต
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
ความยาวพนธะ (Bond length)
คอ ระยะหางระหวางจดศนยกลางของนวเคลยสของอะตอมทงสองทเกดพนธะกน
เนองจากอะตอมทอยภายใตโมเลกลจะมการสนสะเทอนอยตลอดเวลาคาความยาวพนธะทวดไดจะไมคงทจงตองคดเปนความยาวพนธะเฉลย
ความยาวพนธะ (Bond length)
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
O H H2O 96
CH3OH 96
H2O2 97
HNO2 98
เฉลย 97
ชนดของพนธะ ชนดของโมเลกล ความยาวพนธะ
ความยาวพนธะของอะตอมคหนงๆในสารประกอบตางชนดกน
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
เพชร
C2H6
C3H8
C2H5OH
C — C 154
154
154
155
เฉลย 154
ชนดของพนธะ ชนดของโมเลกล ความยาวพนธะ
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
อะตอมแตละชนดอาจเกดพนธะมากกวา 1 ชนดและพนธะแตละชนดจะมความยาวพนธะแตกตางกน
ความยาวพนธะ : พนธะเดยว > พนธะค > พนธะสาม
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
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
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
ความสมพนธระหวางความยาวพนธะกบพลงงานพนธะ
♥สรปความสมพนธระหวางความยาวพนธะและพลงงานพนธะ
ความแขงแรงของพนธะ α พลงงานพนธะ α 1
ความยาวพนธะ
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
ความรอนของปฏกรยา (Heat of Reaction)
♥ การเกดปฏกรยาเคม คอ กระบวนการทมการท าลายพนธะเดม และสรางพนธะใหม
ความรอนของปฏกรยา ∆H) คอพลงงานของระบบทเปลยนแปลงไปในรปความรอนเมอเกดปฏกรยา
∆H = ∆Hสลาย - ∆Hสราง
พลงงานทใชสลายพนธะรวมของสารตงตน
พลงงานทใชสรางพนธะรวมของผลตภณฑ
♥∆H เปนบวก : ดดพลงงาน♥∆H เปนลบ : คายพลงงาน
ความรอนของปฏกรยา (Heat of Reaction)
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
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
3.จากปฏกรยา H2(g)+F2(g) o 2HF จงหาความรอนของปฏกรยา
ก าหนดให พลงงานพนธะ H-H=436kJ/mol , F-F=159kJ/mol , H-F=569kJ/mol
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
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
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
เรโซแนนซ (Resonance)
โครงสรางเรโซแนนซ (Resonance structure) คอ สตรโครงสรางของสารใดสารหนงทสามารถเขยนสตรทถกตองไดหลายแบบเนองจากการเคลอนยายของคอเลกตรอน
เรโซแนนซ (Resonance)
NO3-
CO32-
C6H6
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
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
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
Resonance form
Resonance Hybrid
SO2 เกดเรโซแนนซได 2 แบบ ดงน SO3 เกดเรโซแนนซได 3 แบบ ดงน
Resonance form
Resonance Hybrid
การจะเปนโครงสรางเรโซแนนซไดสารตองมการจดเรยงตวของอะตอมเหมอนกน ตางเพยงการกระจายอเลกตรอนในพนธะเทานน
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
Resonance form Resonance Hybrid
HCO2-
NO2-
Resonance form Resonance Hybrid
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
รปรางโมเลกล
การทดลอง 2.1 เรอง การจดตวของลกโปงกบรปรางโมเลกลโคเวเลนต
จดประสงคการทดลอง1. เปรยบเทยบทศทางการจดตวของลกโปงกบทศทางของพนธะโคเวเลนตได2. อธบายและเขยนแสดงรปทรงเรขาคณตของลกโปงทพนขวตดกนจ านวน 2,3,4,5 และ 6 ลกได3. บอกรปรางโมเลกลโคเวเลนตจากการเปรยบเทยบกบรปรางของลกโปงทพนขวตดกนได
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
สรปผลการทดลอง
จ านวนลกโปง
ภาพลกโปง มมระหวางเสนแกนของลกโปง
รปรางโมเลกล
2 180 เสนตรง
3 120 สามเหลยมแบนราบ
4 109.5 ทรงสหนา
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
สรปผลการทดลอง
จ านวนลกโปง
ภาพลกโปง มมระหวางเสนแกนของลกโปง
รปรางโมเลกล
5 120 กบ 90 พระมดคฐานสามเหลยม
6 90 ทรงแปดหนา
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)อภปรายผลการทดลอง
เมอพนลกโปงเขาดวยกน ลกโปงจะเบยดกนเองจนกระทงอยหางกนมากทสด- ใหขวของลกโปงทพนตดกนแทนต าแหนงอะตอมกลาง - สวนพองลมของลกโปงแทนกลมหมอกอเลกตรอนครวมพนธะ- อะตอมอนทสรางพนธะกบอะตอมกลางอยตรงปลายของลกโปงแตละลก- แกนลกโปงแทนทศทางของพนธะ- มมระหวางเสนแกนของลกโปงแทนมมระหวางพนธะ
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
จากการทดลอง พบวา เมอผกลกโปงเขาดวยกนลกโปงจะจดตวในทศทางตางๆเพอใหเกดการเบยดกนนอยทสด โมเลกลโคเวเลนตจะมการจดตวในลกษณะคลายคลงกนกลมหมอกอเลกตรอนครวมพนธะแตละพนธะ อเลกตรอนคโดดเดยวทอยรอบอะตอมกลาง เมออยใกลกนจะผลกกน เพราะมประจลบเหมอนกน
อเลกตรอนจงมการจดตวในทศทางทอยหางกนมากทสดเพอลดการผลกกนและท าใหโมเลกลมเสถยรภาพสงทสด
เมอลากเสนระหวางอะตอมกลางกบอะตอมทสรางพนธะตอกน ท าใหเหนทศทางการจดตวของอะตอมรอบอะตอมกลาง และมมระหวางพนธะ และท าใหทราบรปรางโมเลกล
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
ทฤษฎการผลกคอเลกตรอนในวงเวเลนซValence Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR)
ทฤษฎทใชท านายรปรางของโมเลกลหรอไอออนทยดกนดวยพนธะโคเวเลนซโดยโครงสรางของโมเลกลจะขนอยกบจ านวนคอเลกตรอนทใชสรางพนธะและอเลกตรอนคโดดเดยว
ทฤษฎการผลกคอเลกตรอนในวงเวเลนซ
♥ อเลกตรอนจะจดตวรอบอะตอมกลาง ใหหางกนมากทสด เพอใหผลกกนนอยทสด
และเกดความเสถยรมากทสด
♥ พจารณาเฉพาะเวเลนซอเลกตรอนเทานน
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
การผลกกนของคอเลกตรอน
♥ ใหนบพนธะแตละชนดเปนอเลกตรอนสรางพนธะเพยงกลมเดยว แตมจ านวนอเลกตรอนไมเทากน
♥ การผลกกนของคอเลกตรอนขนกบขนาดของคอเลกตรอนถาคอเลกตรอนมขนาดใหญ จะตองการทอยมากจงสามารถผลกคอเลกตรอนอนออกไปไดด
♥ ขนาดของคอเลกตรอน พจารณาดงนคโดดเดยว > พนธะสาม > พนธะค > พนธะเดยว >อเลกตรอนเดยว
♥ โมเลกลทมทงอเลกครวมพนธะและอเลกตรอนคโดดเดยว จะมแรงผลกกน มแนวโนมดงน อเลกตรอนคโดดเดยว-อเลกตรอนคโดดเดยว > อเลกตรอนคโดดเดยว-อเลกตรอนครวมพนธะ >
อเลกตรอนครวมพนธะ-อเลกตรอนครวมพนธะ
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
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
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
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
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
รปรางโมเลกลโคเวเลนต (The Shapes of Molecules)
โมเลกลทอะตอมกลางไมมอเลกตรอนคโดดเดยว
2. โมเลกลทมรปรางเปน สามเหลยมแบนราบ ( trigonal planar )
(AX3)♥ อะตอมกลางม 3 พนธะโคเวเลนต เชน BF3 , CH2O และ SO3
♥ มมระหวางพนธะ 120 องศา
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
รปรางโมเลกลโคเวเลนต (The Shapes of Molecules)
โมเลกลทอะตอมกลางไมมอเลกตรอนคโดดเดยว
3. โมเลกลทมรปรางเปน ทรงสหนา ( tetrahedral )
(AX4)
♥ อะตอมกลางม 4 พนธะโคเวเลนต เชน CH4 , CCl4 , NH4+
♥ มมระหวางพนธะ 109.5 องศา
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
รปรางโมเลกลโคเวเลนต (The Shapes of Molecules)
โมเลกลทอะตอมกลางไมมอเลกตรอนคโดดเดยว
4.โมเลกลทมรปรางเปนพระมดคฐานสามเหลยม (trigonal bipyramidal)
(AX5)♥ อะตอมกลางม 5 พนธะโคเวเลนต เชน PF5 , PCl5
♥ มมระหวางพนธะ 120 และ 90 องศา
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
รปรางโมเลกลโคเวเลนต (The Shapes of Molecules)
โมเลกลทอะตอมกลางไมมอเลกตรอนคโดดเดยว
5. โมเลกลทมรปราง เปนทรงแปดหนา (octahedral)
(AX6)♥ อะตอมกลางม 6 พนธะโคเวเลนต เชน SF6
♥ มมระหวางพนธะ 90 องศา
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
รปรางโมเลกลโคเวเลนต (The Shapes of Molecules)
โมเลกลทอะตอมกลางมอเลกตรอนคโดดเดยว
1.โมเลกลทมรปรางเปน มมงอ (bent)
(AX2E) หรอ (AX2E2)♥ อะตอมกลางม 2 พนธะโคเวเลนต
♥ มอเลกตรอนคโดดเดยว1 หรอ 2 ค
♥ มมระหวางพนธะ 105 องศา
เชน H2O , SO2
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
รปรางโมเลกลโคเวเลนต (The Shapes of Molecules)
โมเลกลทอะตอมกลางมอเลกตรอนคโดดเดยว
2.โมเลกลทมรปรางเปน พระมดฐานสามเหลยม ( trigonol pyramidal )
(AX3E)♥ อะตอมกลางม 3 พนธะโคเวเลนต
♥ มอเลกตรอนคโดดเดยว 1 ค
♥ มมระหวางพนธะ 105 องศา
เชน NH3 , PCl3
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
รปรางโมเลกลโคเวเลนต (The Shapes of Molecules)
โมเลกลทอะตอมกลางมอเลกตรอนคโดดเดยว
3.โมเลกลทมรปรางเปน ตวท ( T-Shaped )
(AX3E2)♥ อะตอมกลางม 3 พนธะโคเวเลนต
♥ มอเลกตรอนคโดดเดยว 2 ค
♥ มมระหวางพนธะ 90 และ 180 องศา
เชน ClF3 , BrF3 , ICI3 , XeOF2
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
รปรางโมเลกลโคเวเลนต (The Shapes of Molecules)
โมเลกลทอะตอมกลางมอเลกตรอนคโดดเดยว
4.โมเลกลทมรปรางเปน ทรงเหลยมบดเบยว ( Seesaw )
(AX4E1)♥ อะตอมกลางม 4 พนธะโคเวเลนต
♥ มอเลกตรอนคโดดเดยว 1 ค
♥ มมระหวางพนธะ <90 และ <120 องศา
เชน SF4 , XeO2F2
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
รปรางโมเลกลโคเวเลนต (The Shapes of Molecules)
โมเลกลทอะตอมกลางมอเลกตรอนคโดดเดยว
5.โมเลกลทมรปรางเปน สเหลยมแบนราบ ( Square Planar )
(AX4E2)♥ อะตอมกลางม 4 พนธะโคเวเลนต
♥ มอเลกตรอนคโดดเดยว 2 ค
♥ มมระหวางพนธะ 90 องศา
เชน XeF4
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
รปรางโมเลกลโคเวเลนต (The Shapes of Molecules)
โมเลกลทอะตอมกลางมอเลกตรอนคโดดเดยว
6.โมเลกลทมรปรางเปน พระมดฐานสเหลยม ( Square Pyramidal )
(AX5E1)♥ อะตอมกลางม 5 พนธะโคเวเลนต
♥ มอเลกตรอนคโดดเดยว 1 ค
♥ มมระหวางพนธะ 90 องศา
เชน BrF5 , CIF5
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
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
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
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
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
สภาพขวของโมเลกลโคเวเลนต
สภาพขวของโมเลกลโคเวเลนต
สภาพขวของพนธะ(Polarity of Bonds)
สภาพขวของโมเลกล(Polarity of Molecules)
พนธะโคเวเลนตมขว พนธะโคเวเลนตไมมขว โมเลกลไมมขว โมเลกลมขว
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
สภาพขวของโมเลกลโคเวเลนต
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
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
1.1 พนธะโคเวเลนตไมมขว (Non-Polar Covalent Bond)
อะตอมครวมพนธะมคา EN เทากน , ∆EN = 0 เชน F2 , Cl2 , Br2 , H2
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
1.2 พนธะโคเวเลนตมขว (Polar Covalent Bond)
อะตอมครวมพนธะมคา EN ไมเทากน , ∆EN = 0 เชน H2O , HCI
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
สภาพขวของโมเลกลโคเวเลนต
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
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
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
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
2.2 โมเลกลโคเวเลนตมขว (Polar molecule)
โมเลกลทเกดจากขวของพนธะหกลางกนไมหมด จงแสดงอ านาจทางไฟฟาบวก และลบในโมเลกล
โมเลกลโคเวเลนตมขว (Polar molecule)
♥ โมเลกลอะตอมคทมพนธะมขว♥ สารประกอบทมรปทรงเรขาคณตเปนแบบมมงอ พระมดฐานสามเหลยม
♥ สารประกอบทมธาตทลอมรอบอะตอมกลางเปนธาตตางชนดกน
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
1. โมเลกลทประกอบดวยอะตอมของธาตชนดเดยวกน
2. โมเลกลทประกอบดวยอะตอมของธาตตางชนดกน
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
3.โมเลกลทอะตอมกลางมการใชอเลกตรอนวงนอกทงหมดในการสรางพนธะ
4. โมเลกลทอะตอมกลางมอเลกตรอนคโดดเดยวเหลออย
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
แรงยดเหนยวระหวางโมเลกลโคเวเลนต (Covalent Intermolecular Forces)
แรงยดเหนยวระหวางโมเลกลโคเวเลนต
เปนแรงยดเหนยวทเกดขนระหวางโมเลกลกบโมเลกลของสารประกอบโคเวเลนต
อาจเปนโมเลกลชนดเดยวกน หรอตางชนดกน
1.แรงลอนดอน (London force)
2.แรงดงดดระหวางขว (Dipole – dipole force)
3.พนธะไฮโดรเจน (Hydrogen bond)
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
แรงยดเหนยวระหวางโมเลกลโคเวเลนต (Covalent Intermolecular Forces)
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)
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
(a) โมเลกลไมมขว(b) อเลกตรอนมการเคลอนทตลอดเวลา การกระจายของอเลกตรอนทบรเวณตางๆในอะตอมในขณะ
ใดขณะหนงอาจไมเทากน ท าใหโมเลกลเกดมขวขนและไปเหนยวน าใหโมเลกลทอยถดไปมขวดวย
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
ขอสรปเกยวกบแรงลอนดอน
1.แรงลอนดอนมอยในสารตางๆ ทกชนด ทงในสถานะของแขง ของเหลวและแกส - สารชนดเดยวกนเมอมสถานะตางๆกน แรงลอนดอนจะเรยงตามล าดบดงน
ของแขง > ของเหลว > แกส
2.แรงลอนดอนมผลตอจดเดอด จดหลอมเหลวเชนเดยวกบแรงยดเหนยวระหวางอนภาคชนดอนๆ แตมคานอยกวาและจะมผลมากตอโมเลกลโคเวเลนตไมมขว
3.แรงลอนดอนขนอยกบมวลโมเลกลของสาร สารทมมวลโมเลกลสงจะมแรงลอนดอนมากกวาสารทมมวลโมเลกลต า
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
แรงยดเหนยวระหวางโมเลกลโคเวเลนต (Covalent Intermolecular Forces)
2.แรงดงดดระหวางขว (Dipole–dipole force)
เปนแรงยดเหนยวทเกดจากอะตอมทมอ านาจไฟฟาคอนขางบวกกบอะตอมทมอ านาจไฟฟาคอนขางลบของโมเลกลทอยใกลกนดงดดซงกนและกน
แรงดงดดระหวางขว(Dipole–dipole force)
♥ แรงดงดดระหวางขวมคาสงขน เมอสภาพขวทเพมตามความแตกตางของคา EN ของธาตในโมเลกลนน
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
แรงยดเหนยวระหวางโมเลกลโคเวเลนต (Covalent Intermolecular Forces)
3.พนธะไฮโดรเจน (Hydrogen Bond)
เปนพนธะทเกดระหวางโมเลกล โดยโมเลกลทมอะตอมของไฮโดรเจนจะสรางพนธะกบอะตอมทมคา EN สง เชน F , O , N ซงอยอกโมเลกลหนง H จะดงดดกบอะตอมทมอ านาจไฟฟาลบของอกโมเลกลหนง
พนธะไฮโดรเจน (Hydrogen Bond)
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
ขอสรปพนธะไฮโดรเจน
1.พนธะไฮโดรเจน คอพนธะทเกดจากแรงยดเหนยวระหวางอะตอมไฮโดรเจนกบอะตอมอนๆ ทมคาอเลกโทรเนกาตวตสง และมขนาดเลก ( คอธาต F, O และ N)
2.ไฮโดรเจนอะตอม ทจะเกดพนธะไฮโดรเจนไดจะตองเปนสวนทมขว ไฮโดรเจนทไมมขวจะไมสามารถเกดพนธะไฮโดรเจน
3.สารประกอบทมพนธะไฮโดรเจน จะมแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลสงท าใหมจดเดอดและจดหลอมเหลวสงกวาโมเลกลโคเวเลนตทวๆไป
4.พนธะไฮโดรเจน มความแขงแรงมากกวาแรงลอนดอนและแรงดงดดระหวางขวมาก ดงนนไมจดพนธะไฮโดรเจนเปนแรงพวกแวนเดอรวาลส
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
สารโคเวเลนตโครงผลกรางตาขาย (Covalent Network Solids)
สารโคเวเลนตโครงผลกรางตาขาย (Covalent Network Solids)
เปนสารโคเวเลนตทมโครงสรางขนาดใหญ เชอมตอกนดวยพนธะโคเวเลนตตอเนองกนในโครงสราง ท าใหมจดเดอดจดหลอมเหลวสง
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
สารโคเวเลนตโครงผลกรางตาขาย (Covalent Network Solids)
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
พนธะโคเวเลนต (Covalent bonding)
3. ซลกา (Silica) หรอซลคอนไดออกไซด (SiO2)
♥ ผลกโคเวเลนตมโครงสรางเปนผลกรางตาขาย
♥ อะตอมของซลคอนจดเรยงตวเหมอนกบคารบอนในผลกเพชร แตมออกซเจนคนอยระหวางอะตอมของซลคอนแตละค
♥ มจดหลอมเหลวสง และมความแขงสง
♥ ในธรรมชาตพบไดหลายรป เชน ควอรตซ ไตรดไมต และครสโตบาไลต
♥ ใชเปนวตถดบในการท าแกว ใยแกวน าแสง