c02.pdf

Chem Online http://www.pec9.com บทท่ี 2 พันธะเคมี

1

เคม ีบทที ่ 2 พันธะเคมี

พันธะเคมี คือ แรงยึดเหน่ียวระหวางอะตอม หรือ ระหวางไอออน ภายในสสาร

1. จงวาดภาพแสดงตําแหนงพันธะเคมี และแรง ดึงดูดระหวางโมเลกุล และเติมคําลงในชอง ใหสมบูรณ ชนิดของพันธะเคม ี ไดแก 1. ............................................ 2........................................ 3 .......................................... ชนิดของแรงดึงดูดระหวางโมเลกุล ไดแก 1. ............................................ 2........................................

⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦

ตอน 1 พันธะไอออนิก

1.1 การเกิดพันธะไอออนิก ตัวอยางท่ี 1 พิจารณาการเกดิพันธะของสารประกอบโซเดียมคลอไรด ( NaCl ) โดยทั่วไปแลว อะตอมจะมีเสถียรภาพที่สุด เม่ืออะตอมมีเวเลนตอิเลคตรอน ( อิเลคตรอนวงนอกสุด ) ครบ 8 ตัว ( กฏออกเตต ) แตอะตอมโซเดียม ( Na ) มีการจัดเรียงอิเลคตรอนเปนแบบ 2 , 8 , 1 และ อะตอมคลอรีน ( Cl ) มีการจัดเรียงอิเลคตรอนเปนแบบ 2 , 8 , 7 เมื่ออะตอมทั้งสองมาทําปฏิกริยากัน โซเดียมจะจายอิเลคตรอนใหกับคลอรีน 1 ตัว แลวกลาย เปน Na+ มีการจัดเรียงอิเลคตรอนเปนแบบ 2 , 8 สวนคลอรีนเม่ือรับอิเลคตรอนแลวกลายเปนCl– มีการจัดเรียงอิเลคตรอนแบบ 2 , 8 , 8 ทั้ง Na+ กับ Cl– มีเวเลนตอิเลคตรอนครบ 8 ตัวท้ัง คู และ Na+ กับ Cl– จะเปนไอออนท่ีมีประจุไฟฟาตางกนั จึงมีแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน แรง ดึงดูดระหวางไอออนเชนน้ี เราจะเรียกวา พันธะไอออนิก

2. ในการเกิดพนัธะระหวางอะตอมโซเดียม กับ อะตอมคลอรีนน้ัน อะตอมโซเดียม และคลอรีนตางตองการมีอิเลคตรอนวงโคจรนอกสุดเปน .............. ตัว แตการจัดเรียงอิเลคตรอนโซเดียม คือ ........................... ของคลอรีนคือ ............................... อะตอมท่ีจะจายอิเลคตรอนออกมา คือ ............... อะตอมท่ีจะรับอิเลคตรอน คือ ................. สุดทายจะเกิดแรงดึงดูดระหวางอิออนบวกและลบ เรียกวา พันธะ.....................


2

ตัวอยางท่ี 2 พิจารณาการเกดิพันธะของสารประกอบแมกนีเซยีมออกไซด ( MgO ) อะตอมแมกนีเซียม ( Mg ) มีการจัดเรียงอิเลคตรอนเปนแบบ 2 , 8 , 2 และ อะตอมออกซิเจน ( O ) มีการจัดเรียงอิเลคตรอนเปนแบบ 2 , 6 เมื่ออะตอมทั้งสองมาทําปฏิกริยากัน แมกนีเซียมจะจายอิเลคตรอนใหกับออกซิเจน 2 ตัว แลวกลายเปน Mg2+ มีการจัดเรียงอิเลคตรอนเปนแบบ 2 , 8 สวนออกซิเจนเม่ือรับอิเลค– ตรอนแลวกลายเปน O2– มีการจัดเรียงอิเลคตรอนแบบ 2 , 8 Mg2+ กับ O2– จะมีแรงดึงดูดระหวางกนักลายเปนพันธะไอออนิกในท่ีสดุ

3. ในการเกิดพันธะระหวางอะตอมแมกนีเซียม กับ อะตอมออกซิเจนน้ัน แมกนีเซียมเดิมมีการจัดเรียง e เปน ............ จะจาย e ......ตัว แลวกลายเปน ............. ไอออน ออกซิเจนเดิมมีการจัดเรียง e เปน ............. จะรับ e ........ตัว แลวกลายเปน ............. ไอออน

ตัวอยางท่ี 3 พิจารณาการเกดิพันธะของสารประกอบแคลเซยีมฟอูอไรด ( CaF2 ) อะตอมแคลเซียม ( Ca ) มีการจัดเรียงอิเลคตรอนเปนแบบ 2 , 8 , 8 , 2 และ อะตอมฟอูอรีน ( F ) มีการจัดเรียงอิเลคตรอนเปนแบบ 2 , 7 เมื่ออะตอมทั้งสองมาทําปฏิกริยากัน แคลเซียมจะจายอิเลคตรอนออกมา 2 ตัว แลวกลาย เปน Ca2+ มีการจัดเรียงอิเลคตรอนเปนแบบ 2 , 8 , 8 สวนอะตอมฟอูอรีนสามารถรับอิเลค– ตรอนได 1 ตัวเทาน้ัน ดังน้ันในท่ีน้ีตองมีฟูออรีน 2 อะตอม มารับอิเลคตรอนจากแคลเซียม แลวกลายเปน 2 F– และ Ca2+ กับ 2 F– จะมีแรงดึงดูดระหวางกนักลายเปนพันธะไอออนิก

4. ในการเกิดพันธะระหวางอะตอมแคลเซียม กับ อะตอมฟอูอรีนน้ัน แคลเซียมเดิมมีการจัดเรียง e เปน ............ จะจาย e ......ตัว แลวกลายเปน ............. ไอออน ฟูออรีนเดิมมีการจัดเรียง e เปน ............. จะรับ e ........ตัว แลวกลายเปน ............. ไอออน เพ่ือใหเกิดการรับอิเลคตรอนอยางสมบูรณ ตองใชอะตอมฟูออรีน ........... อะตอม

โดยทั่วไปแลว พันธะไอออนิกจะเกดิจากการรวมตัวของธาตุโลหะกบัอะโลหะ เพราะ ธาตุที่เปนโลหะจะมีคาพลังงานไอออไนซเซชั่นต่ํา จึงเสียอิเลคตรอนไดงาย สวนธาตุที่เปน อะโลหะจะรับอิเลคตรอนแลวกลายเปนไอออนลบไดงายกวา สุดทายไอออนบวกและไอออน ลบจะรวมตัวกันกลายเปนสารประกอบไอออนิกไดในท่ีสดุ

5(มช 31) พันธะไอออนิกควรเกิดจากการรวมตัวของอะตอมของธาตุหมูใดในขอตอไปน้ี ก. IV A กับ VII A ข. II A กับ VI A ค. V A กับ VI A ง. VII A กับ VII A (ขอ ข)


3

1.2 โครงสรางสารประกอบไอออนิก โครงสรางแบบโซเดียมคลอไรด ( NaCl ) ในสารประกอบโซเดียมคลอไรด Na+ ไอออน จะถูกลอมรอบโดย Cl– ไอออน ถึง 6 ไอออน ใน ลักษณะ 3 มิติ และ Cl– ไอออน ก็จะถูกลอมรอบ โดย Na+ ไอออน 6 ไอออนเชนกัน การลอมของ ไอออนจะเรียงสลับกนัไปอยางตอเน่ือง กลายเปนโครงสรางที่มีลักษณะเปนผลึกอันแข็งแรง

โครงสรางแบบซิเซียมคลอไรด (CsCl ) ในสารประกอบซเิซียมคลอไรด Cs+ ไอออน จะถูกลอมรอบโดย Cl– ไอออน ถึง 8 ไอออน และ Cl– ไอออน ก็จะถูกลอมรอบโดย Cs+ ไอออน 8 ไอออนเชนกัน

โครงสรางแบบแคลเซียมฟูออไรด ( CaF2 ) ในผลกึแคลเซียมฟูออไรด Ca2+ ไอออน จะ ถูกลอมรอบโดย F– ไอออน 8 ไอออน แต F– จะ ถูกลอมรอบโดย Ca2+ ไอออน เพียง 4 ไอออนเทาน้ัน

และเน่ืองจากโครงสรางของสารประกอบไอออนิกประกอบไปดวยไอออนบวกและลบ จัด เรียงตัวสลับกันไปแบบตอเนื่องทั่วทั้งผลึกไมสามารถแยกเปนโมเลกุลได จึงถือวาสาร ประกอบไอออนิกเปนสารประกอบท่ีไมมีสูตรโมเลกุล การเขียนสูตรสารประกอบไอออนิก จะเขียนแสดงอัตราสวนอยางตํ่าของไอออนท่ีมารวมตัวกนัเทาน้ัน เชน Ca2+ : F– = 4 : 8 = 1 : 2

สูตรจึงเปน Ca F2 เปนตน

6(มช 34) พิจารณาโครงสรางภายในผลึกของโซเดียมคลอไรด กรณีเม่ือมี Na+ เปนศูนยกลาง ของผลึกจะม ีCl– ลอมอยูกี ่ไอออน (กรณีที่มีระยะหางจากจุดศูนยกลางเทากัน) และม ีCl– ที่อยูใกล Na+ ศูนยกลางที่สุดอยูกี่ไอออน (ขอ ข)

ก. 4 และ 4 ข. 6 และ 6 ค. 8 และ 12 ง. 12 และ 6

7. เหตุใดสารประกอบไอออนิกจึงถอืวาเปนสารท่ีไมมีสูตรโมเลกุล ............................................. ......................................................................................


4

1.3 สมบัติบางประการของสารประกอบไอออนิก 1. สารประกอบไอออนิกทุกชนิดจะมสีถานะเปนของแข็งท่ีอุณหภูมิหอง และเปราะ 2. พันธะไอออนิกเปนพันธะทีมี่ความแข็งแรงมาก สารประกอบไอออนิกจึงมีจุดเดือด และจุดหลอมเหลวสูง เชน จุดหลอมเหลวของ NaCl คือ 801oC 3. ในสถานะของแข็งจะไมนําไฟฟา แตในสถานะของเหลวหรือสารละลาย จะนําไฟฟา

ได เพราะในสถานะทั้ง 2 น้ี ไอออนบวกและลบสามารถเคลือ่นท่ีได

8. สารประกอบไอออนิกจะมีจุดเดือด และ จุดหลอมเหลวสงู เพราะ ........................................... ...................................................................................... 9. สารประกอบไอออนิก เมื่อเปนของแข็งจะไมนําไฟฟาเพราะ .................................................. แตเม่ือเปนของเหลว หรือ สารละลายจะนําไฟฟาไดเพราะ ..................................................

1.4 การเขียนสูตรสารประกอบไอออนิก กอนเขียนสูตร นักเรียนตองจําประจุของไอออนตามตารางตอไปน้ีกอน

IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA

Li+ H+

H–

N3–

O2–

F–

Na+

Mg2+

Al3+

P3–

S2–

Cl–

K+

Ca2+

Ga3+

As3–

Se2–

Br–

Rb+

Sr2+

In3+

Sn2+ Sn4+

Sb3–

Te2–

I–

Cs+

Ba2+

โลหะแทรนซิชันอาจเกิดไอออน

มากกวา 1 ชนิด เชน Cr2+ Cr3+

Mn2+ Mn3+ Fe2+ Fe3+ Co2+

Co3+ Cu+ Cu2+ Tl3+

Pb2+ Pb4+

Bi3+

เม่ือทราบประจุแลวเราอาจหาสตูรของสารประกอบไอออนิกไดดังตัวอยางตอไปน้ี

Na + S = Na2 S จาย 1 รับ 2

Ca + Cl = Ca Cl2 จาย 2 รับ 1

Mg + O = Mg2 O2 ทําอัตราสวนอยางตํ่า จะได Mg O จาย 2 รับ 2


5

10. จงหาสูตรของสารประกอบไอออนิกตอไปน้ี Rb กับ O = ………… K กับ S = ……….. Mg กับ Cl = …………

Al กับ O = ………… Ba กับ Cl = ……….. Ga กับ Cl = ………… ( Rb2O , K2S , MgCl2 , Al2O3 , BaCl2 , GaCl3 )

11(En 37) ถา A , B , C และ D เปนธาตุท่ีมีเลขอะตอม 7 , 11 , 17 และ 20 ตามลําดับ สูตรของไอออนและสารประกอบไอออนิกในขอใดถกูตอง (ขอ 1)

ไอออนบวก ไอออนลบ สูตรสารประกอบไอออนิก1. D2+ A3– D3A2 2. C3+ B2– C2B3 3. B+ A– BA 4. A+ C– AC

เพิ่มเติม กลุมอะตอมตอไปน้ี ทําหนาท่ีเหมือนไอออนบวก ไอออนลบ ได ไอออน อานวา ไอออน อานวา Ι4NH แอมโมเนียมไอออน Κ3ClO คลอเรตไอออน

OH– ไฮดรอกไซดไอออน Κ4ClO เปอรคลอเรตไอออน Κ3NO ไนเตรตไอออน Cr2 Κ27O ไดโครเมตไอออน Κ2NO ไนไตรตไอออน Κ24CrO โครเมตไอออน Κ23SO ซัลไฟดไอออน Κ24MnO แมงกาเนตไอออน Κ24SO ซัลเฟตไอออน Κ4MnO เปอรแมงกาเนตไอออน Κ23CO คารบอเนตไอออน CN– ไซยาไนดไอออน Κ34PO ฟอสเฟตไอออน Κ3HSO ไฮโดรเจนซัลไฟตไอออน

SCN– ไทโอไซยาเนตไอออน Κ4HSO ไฮโดรเจนซัลเฟตไอออน Κ3HCO ไฮโดรเจนคารบอเนตไอออน S2 Κ23O ไทโอซัลเฟตไอออน Κ24HPO ไฮโดรเจนฟอสเฟตไอออน CH3COO– แอซีเตตไอออน

H2 Κ4PO ไดไฮโดรเจนฟอสเฟตไอออน Κ33PO ฟอสไฟตไอออน Κ2

3BO โบเรตไอออน Fe Κ36(CN) เฮกซะไซยาโนเฟอเรต(III)


6

การเขียนสูตรสารประกอบไอออนิกของไอออนกลุมน้ีอาจทําไดดังตัวอยางตอไปน้ี

12. จงหาสูตรสารประกอบไอออนิกท่ีเกิดจากการรวมตัวของไอออนตอไปน้ี Na กับ SO4 จะได ..................... Mg กับ CO3 จะได ..................... NH4 กับ Cl จะได ..................... Ca กับ OH จะได ..................... K กับ NO3 จะได ..................... H กับ CN จะได .....................

[ Na2SO4 , Mg CO3 , NH4Cl , Ca(OH)2 , KNO3 , HCN ]

13(มช 31) X เปนธาตุที่มีเลขอะตอมเทากับ 16 เม่ือรวมกับธาตุ M แลว จะไดสารประกอบ อิออนิก M2X ดังน้ัน ธาตุ M ควรมีเวเลนตอิเล็กตรอนเทากับ

ก. 1 ข. 2 ค. 3 ง. 4 (ขอ ก) วิธีทํา 14(มช 39) สารประกอบไอออนิกมีสูตร X2Y ถา X เปนธาตุที่มีเลขอะตอมเทากับ 19 แลว Y ควรเปนธาตุท่ีมีเลขอะตอมเปนเทาใด

1. 15 2. 16 3. 17 4. 18 (ขอ 2) วิธีทํา

Ca + OH = Ca (OH)2จาย 2 รับ 1

Na + HCO3 = Na HCO3 จาย 1 รับ 1

Na + PO4 = Na3 PO4 จาย 1 รับ 3


7

1.5 การเรียกชื่อสารประกอบไอออนิก 1) กรณีที่โลหะมีประจุบวกไดคาเดียว ( เชน โลหะหมู 1A , 2 A และ 3 A )

ใหอานช่ือโลหะ หรือ ไอออนบวกกอน แลวตามดวยชือ่อโลหะหรือไอออนลบ โดยเปลี่ยนพยางคทายเปนไอด (ide) ยกเวนถาธาตุตอไปนี้อยูที่ทายใหอานดังนี ้

ไฮโดรเจน ใหอานเปน ไฮไดรด (ไมใช ไฮโดรไจด) ไนโตรเจน ให อานเปน ไนไตรด (ไมใช ไนโตรไจด) ออกซิเจน ใหอานเปน ออกไซด (ไมใช ออกซิไจด) ฟอสฟอรัส ใหอานเปน ฟอสไฟด (ไมใช ฟอสฟอไรด) เปนตน และในกรณีท่ีสารประกอบไอออนิกประกอบดวยไอออนเชิงซอนใหอานช่ือไอออน เชิงซอนน้ันตรงๆ ดังตัวอยาง

สูตร อานวา NaCl KBr

MgBr2 LiH

MgO KF

KNO3 Ca(PO4)2 Na2CO3 NaNO3

NaH2PO4 NaSCN KClO3 KMnO4

โซเดียมคลอไรด โพแทสเซียมโบรไมด แมกนีเซียมโบรไมด ลิเทียมไฮไดรด แมกนีเซียมออกไซด โพแทสเซียมฟูออไรด โพแทสเซียมไนเตรต แคลเซียมฟอสเฟต โซเดียมคารบอเนต โซเดียมไนเตรต

โซเดียมไดไฮโดรเจนฟอสเฟต โซเดียมไธโอไซยาเนต โพแทสเซียมคลอเรต

โพแทสเซียมเปอรมังกาเนต


8

2) กรณีที่โลหะมีประจุบวกไดหลายคา ใหอานชื่อโดยถือหลักการณเดียวกับขอที ่1 แต ตองระบุคาประจุบวกของโลหะเปนตัวเลขโรมันในวงเล็บไวทายช่ือโลหะน้ันดวย เชน

สูตร ช่ือ หมายเหตุ FeCl2 FeCl3 CuO Cu2O

ไอรออน (II) คลอไรด ไอรออน (III) คลอไรด คอปเปอร (II) คลอไรด คอปเปอร (I) คลอไรด

Fe นี้มีประจ ุ + 2 Fe นี้มีประจ ุ + 3 Cu นี้มีประจ ุ + 2 Cu นี้มีประจ ุ + 1

สําหรับสารประกอบไอออนิกท่ีมีผลึกของนํ้าอยูดวย ใหเรียกน้ําผลึกวา ไฮเดรต และ จํานวนน้ําผลึกใหบอกดวยจํานวนนับในภาษากรีก เชน

CuSO4 . 5 H2O เรียกวา คอปเปอร (II) ซัลเฟต เพนตะไฮเดรต Na2CO3 . 10 H2O เรียกวา โซเดียมคารบอเนต เดคะไฮเดรต

1.6 พลังงานกับการเกิดพันธะไอออนิก พิจารณาตัวอยางการเกิด โซเดียมคลอไรด ( NaCl ) 1 โมล ข้ันตอนการเกิดเปนดังน้ี ข้ัน 1 โซเดียม ( Na ) ของแข็ง เกดิการระเหิดกลายเปนไอ � Na (s) ⊂ Na (g) βHs = S = +109 kJ ขั้นตอนนี้จะมีการดูดพลังงาน +109 กิโลจูล ( พลังงานที่ดูด จะใชคาเปน + ) พลังงานที่ดูดนี้เรียก พลังงานการระเหิด ( Heat of sublimation , ββββHs , S ) ข้ัน 2 โซเดียมแกสจะจาย เวเลนตอิเลคตรอนออกมา 1 ตัว � Na (g) ⊂ Na+ (g) + e IE = I = +502 kJ ขั้นตอนนี้จะมีการดูดพลังงาน +502 กิโลจูล พลังงานที่ดูดนี้เรียก พลังงานไอออไนเซชั่น ( Ionization energy , IE , I ) ข้ัน 3 สลายพันธะโมเลกุลคลอรีน ( Cl2 ) ใหแตกเปนอะตอมยอย

Cl2 (g) ⊂ 2Cl (g) βHdis = D = +242 kJ ขั้นตอนนี้จะมีการดูดพลังงาน +242 กิโลจูล พลังงานที่ดูดนี้เรียก พลังงานสลายพันธะ หรือ พลังงานการแตกตัว

( Dissociation energy , ββββHdis , D ) จริงๆ แลวเราตองการคลอรีนเพียง 1 อะตอมเทาน้ัน จึงตองเอา 2

1 คูณตลอด � 2

1 Cl2 (g) ⊂ Cl (g) 21βHdis = 2

1 D = +121 kJ


9

ข้ัน 4 อะตอมคลอรีนรับ e เขามา � Cl (g) + e ⊂ Cl– (g) EA = –349 kJ

ขั้นตอนนี้จะมีการคายพลังงาน –349 กิโลจูล ( พลังงานที่คายจะใชคาเปนลบ ) พลังงานที่คายนี้เรียก พลังงานสัมพรรคภาพอิเลคตรอน หรือ พลังงานอิเลคตรอนอัฟ- ฟนิตี ้( Electron affinity , EA )

ข้ัน 5 Na+ กับ Cl– เขามารวมตัวกัน � Na+(g) + Cl–(g) ⊂ NaCl (s) U = Ec = –787 kJ

ขั้นตอนนี้จะมีการคายพลังงาน –787 กิโลจูล พลังงานที่คายนี้เรียก พลังงานโครงผลึก ( Lattic energy , Ec , U )

เมื่อนําสมการ � + � + � + � + � จะได Na (s) + 2

1 Cl2 (g) ⊂ NaCl (s) พลังงานรวม = βH = S + IE + D + EA + U = 109 + 502 + 121 + (–349) + (–787) = –404 กิโลจูล น่ันแสดงวา ปฏิกริยาทั้งหมดนี้รวมแลว จะมีการคายพลังงานออกมา 404 กิโลจูล ตอการเกิด NaCl 1 โมล ( หาก พลังงานรวม , ββββH มีคาเปนลบ แสดงวา เปนการคายพลังงาน ) ( หาก พลังงานรวม , ββββH มีคาเปนบวก แสดงวา เปนการดูดพลังงาน )

15. การเกิดสารประกอบโซเดียมคลอไรด ในแตละข้ันตอนตอไปน้ี จะดูดหรือคายพลังาน และ พลังงานนั้นเรียกวา พลังงานอะไร

ข้ันท่ี

การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น

ดูด / คาย

พลังงานนั้นเรียก 1 Na(s) ⊂ Na(g) 2 Na(g) ⊂ Na+(g) + eΚ 3 2

1 Cl2(g) ⊂ Cl(g) 4 Cl(g) + eΚ ⊂ ClΚ (g) 5 Na+(g)+ClΚ (g) ⊂ NaCl(s)


10

16(มช 42) การเกิดสารประกอบโซเดียมคลอไรด จากการทําปฏิกิริยาระหวางโลหะโซเดียมกับ กาซคลอรีน ไดสารประกอบโซเดียมคลอไรด ประกอบดวยข้ันตอนยอย ๆ ดังน้ี

ข้ันตอนท่ี

การเปล่ียนแปลงท่ีเกิดข้ึน พลังงานท่ีใชหรือใหออกมา (kJ / mol)

1 Na(s) ⊂ Na(g) 109 2 Cl2(g) ⊂ 2Cl(g) 242 3 Na(g) ⊂ Na+(g) + eΚ 494 4 Cl(g) + eΚ ⊂ ClΚ (g) 355 5 Na+(g)+ClΚ (g) ⊂ NaCl(s) 797

จากขอมูลที่ใหมา พลังงานของปฏิกิริยาระหวางโลหะโซเดียม ทําปฏิกิริยากับกาซคลอรีน ไดสารประกอบ โซเดียมคลอไรดจํานวนหน่ึงโมล จะมีคาเปนเทาใด* ตอบโดยไมตองแสดงเคร่ืองหมาย (428 kJ)

วิธีทํา 17(มช 38) จงหาวาปฎิกิริยา Na(s) + 2

1 Cl2(g) ⊂ NaCl(s) ที ่ 25oC

คายความรอนออกมาก่ี kJ ตอการเกิด NaCl (s) 1 mol กําหนดให พลังงานแลตทิซของ NaCl (s) เทากับ 787 kJ/mol

พลังงานไอออไนเซชันของ Na(g) เทากับ 494 kJ/mol พลังงานสลายพันธะของ Cl2 (g) เทากับ 242 kJ/mol ของ Cl2(g) พลังงานสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนของ Cl(g) เทากับ 347 kJ/mol พลังงานการระเหิดของ Na(s) เทากับ 109 kJ/mol (410 kJ)

วิธีทํา


11

18(En 42/2) พิจารณาแผนภาพการเปลี่ยนแปลงพลังงานตอไปนี้

βH1 βH2

βH3 βH4 βH6

βH5 การระบุชื่อพลังงานในขอใด ผิด 1. βH3 คือ พลังงานสลายพันธะ 2. βH4 คือ สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน 3. βH5 คือ พลังงานแลตทิช 4. βH6 คือ พลังงานไฮเดรชัน (ขอ 1) วิธีทํา 19(มช 36) การเกิดสารประกอบอิออนิกที่เสถียร ควรมีพลังงานที่เกี่ยวของอยางไร เม่ือ I = พลังงานอิออไนเซชัน E = อิเลก็ตรอนแอฟฟนิตี L = พลังงานโครงรางผลึก 1. I ตํ่า E ตํ่า L สูง 2. I ตํ่า E สูง L สูง 3. I ตํ่า E สูง L ตํ่า 4. I สูง E สูง L ตํ่า (ขอ 2) วิธีทํา

Φ Γ Φ Γg2X21sM Ι

Φ Γ Φ ΓgXsM Ι

Φ Γ Φ ΓgXgMΚ

Ι

Ι

Φ Γ Φ ΓaqXaqMΚ

Ι

Ι

)s(MX

H2O


12

1.7 การละลายน้ําของสารประกอบไอออนิก สารประกอบไออนิกบางชนิดละลายน้ําได บางชนิดละลายน้ําไมได

สารประกอบไอออนิกที่ละลายน้ํา ไดแก 1. สารประกอบของโลหะหมู 1 (โลหะแอลคาไล) เชน NaCl , NaNO3 , Na2SO4 , Na2PO4 , NaHSO4 , Na2CO3 เปนตน

2. สารประกอบท่ีนําหนาดวยหมูแอมโมเนียมไอออน Φ Ι

4NH Γ เชน NH4Cl , (NH4)2SO4 , NH4NO3 , NH4Br , (NH4)2CO3 เปนตน 3. สารประกอบไนเตรต Φสารประกอบท่ีประกอบดวยหมู Κ

3NO Γ เชน KNO3 , Ca(NO3)2 , Mg(NO3)2 , Ba(NO3)2 เปนตน

4. สารประกอบแอซเีตต (สารประกอบที่มีหมู CH3COO–) (ยกเวนสารประกอบแอซเีตตของซิลเวอร CH3COOAg ละลายไดเล็กนอย) เชน CH3COONa , CH3COONH4 , (CH3COO)2Ca ฯลฯ 5. สารประกอบซลัเฟต Φสารประกอบท่ีประกอบดวย Κ2

4SO Γ (ยกเวนสารประกอบซลัเฟตของ Pb2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Ra2+) เชน Na2SO4 , K2SO , MgSO4 , Al2(SO4)3 ฯลฯ

6. สารประกอบท่ีเกิดจากโลหะหมู 2 รวมกบัไอออนท่ีมีประจุลบหน่ึง ( ตัวอยางไอออนท่ีมีประจุลบหน่ึง เชน Cl– , Br– , I– , Κ

3NO , Κ

3ClO , Κ

4HSO ) เชน CaCl2 , Ca(HCO3)2 , Ca(HSO4)2 7. สารประกอบคลอไรด ( มี Cl–) สารประกอบโบรไมด (มี Br–) และ สารประกอบ ไอโอไดด ( I–) ทั้งหมด

( เวนสารประกอบของ Ag+, Ι22Hg ไมละลาย สวน PbCl2 ละลายไดเล็กนอย ) เชน

NaCl , CaCl2 , KBr , MgBr2 , NaI 8. สารประกอบเปอรคลอเรต (สารประกอบท่ีประกอบดวย Κ

4ClO ) ทุกชนิด (ยกเวน KClO4 ละลายไดเล็กนอย) เชน NaClO4

9. สารประกอบคลอเรต (สารประกอบท่ีประกอบดวย Κ

3ClO ) เชน KClO3

สารประกอบไอออนิกที่ไมละลายน้ํา ไดแก 1. สารประกอบฟลูออไรด , คลอไรด , โบรไมด , และไอโอไดด ของ Ag+ Cu+

Ι22Hg และ Pb2+ เชน AgCl , PbI2 เปนตน


13

2. สารประกอบซลัเฟตของ Pb2+ คือ PbSO4 3. สารประกอบท่ีเกิดจากโลหะหมู 2 รวมกบัไอออนท่ีมีประจุลบ 2 หรือลบ 3

ไอออนท่ีมีประจุลบ และลบ 3 เชน Κ2

4SO , Κ23CO , Κ3

4PO , Κ24HPO เปนตน (ยกเวน MgSO4 ละลายได)

4. สารประกอบซลัไฟด ( ยกเวนเกลือซัลไฟดของโลหะหมู 1 , แอมโมเนียม และ โลหะหมู 2 ) เชน CuS เปนตน

5. สารประกอบไฮดรอกไซด ( ยกเวนไฮดรอกไซดของธาตุหมู 1 และ แอมโมเนียม ) เชน Fe(OH)3 เปนตน

6. สารประกอบออกไซด ( ยกเวนออกไซดของโลหะหมู 1 และออกไซดของ Ca2+ , Sr2+ , Ba2+) เม่ือออกไซดละลายนํ้าจะทําปฏิกิริยากับนํ้าไดสารประกอบไฮดรอกไซด เชน

CaO + H2O ⊂ Ca2+ + 2OH– สารประกอบออกไซดที่ไมละลายน้ํา เชน

Fe2O3 , ZnO , A2O3 , BeO เปนตน

20(En 42/2) วิธีที่ดีที่สุดในการแยกโซเดียมคคลอไรดออกจากของผสมที่มีแมกนีเซียมคลอไรด อยูดวย คือขอใด

1. ละลายในตัวทําละลายแลวกลั่น 2. ระเหิดแลวหาจุดหลอมเหลว 3. เลือกตัวทําละลายแลวตกผลึกลําดับสวน 4. ละลายใน Na2CO3 (ขอ 3)

พลังงานกับการละลายน้ําของสารประกอบไอออนิก

เม่ือสารประกอบไอออนิกละลายนํ้า จะเกิดการเปลี่ยนแปลง 2 ข้ันตอน ข้ันท่ี 1 ของแข็งไอออนิกสลายตัวออกเปนไอออนบวกและไอออนลบในภาวะกาซ AB (s) ⊂ A+(g) + B–(g) ′H = + X ขั้นนี้จะมีการดูดพลังงาน พลังงานที่ดูดเรียก พลังงานโครงผลึก (Lattice energy)

ข้ันท่ี 2 ไอออนบวก และ ลบ ในภาวะกาซรวมตัวโมเลกุลของน้ํา ( ถูกน้ําลอมรอบ ) กลายเปนสารละลาย

A+(g) + B–(g) ⊂ A+(aq) + B–(aq) ′H = –Y ขั้นนี้จะมีการคายพลังงาน พลังงานที่คายเรียก พลังงานไฮเดรชัน (Hydration energy)

H2O


14

การละลายนํ้าของสารประกอบไอออนิก อาจเปนการเปล่ียนแปลงประเภทดูดความรอน หรือคายความรอนก็ได ขึ้นอยูกับคาพลังงานแลตทิซ และพลังงานไฮเดรชัน 1. ถา พลังงานโครงผลึก ( ดูด ) > พลังงานไฮเดรช่ัน ( คาย ) รวมแลวจะเปนการเปลี่ยนแปลงแบบ ดูดพลังงาน 2. ถา พลังงานโครงผลึก ( ดูด ) < พลังงานไฮเดรช่ัน ( คาย ) รวมแลวจะเปนการเปลี่ยนแปลงแบบ คายพลังงาน 3. ถา พลังงานโครงผลึก ( ดูด ) = พลังงานไฮเดรช่ัน ( คาย ) รวมแลวจะเปนการเปลี่ยนแปลงแบบไมดูด ไมคาย พลังงาน 4. ถา พลังงานโครงผลึก ( ดูด ) >>> พลังงานไฮเดรช่ัน ( คาย ) คือพลังงานที่ดูดมากกวาที่คายมากๆ สารนั้นจะไมละลายน้ํา

ตัวอยางท่ี 4 เม่ือให NaCl 1 โมล ละลายในน้ํา จะมีการเปลี่ยนแปลงดังนี ้ 1. NaCl (s) + 788 kJ ⊂ Na+(g) + Cl–(g) 2. Na+(g) + Cl–(g) ⊂ Na+(aq) + Cl–( aq) + 784 kJ การละลายน้ําของ NaCl 1 โมล จะมีการดูดหรือคายพลังงานเทาใด วิธีทํา ขอน้ีอาจเขียนสมการอีกแบบเปน 1. NaCl (s) ⊂ Na+(g) + Cl–(g) ′H = +788 kJ ( ดูดพลังงาน ) 2. Na+(g) + Cl–(g) ⊂ Na+(aq) + Cl–( aq) ′H = –784 kJ ( คายพลังงาน ) พลังงานรวม = 788 + ( –784 ) = +4 กิโลจูล พลังงานรวมมีคาเปนบวก แสดงวาเปนการดูดพลังงาน

21(En 34) พบวาเมื่ออัมโมเนียมคลอไรดละลายน้ําจะเปนปฏิกิริยาดูดพลังงานและปฏิกิริยาเกิดดังนี ้ NH4Cl(s) ⊂ NH 4

Ι (g) + ClΚ(g) ดูดพลังงาน E1 NH 4

Ι (g) + ClΚ(g) ⊂ NH 4Ι (aq) + ClΚ(aq) คายพลังงาน E2

ขอความตอไปนี้ขอใดถูกตองที่สุด 1. สารละลายมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น และ E2 ∴ E1 2. สารละลายมีอุณหภูมิลดลง และ E1 ∴ E2 3. เกลืออัมโมเนียมคลอไรดจะละลายน้ําไดด ี เพราะ E1 ∴ E2 4. แรงดึงดูดระหวางโมเลกุลของน้ํากับอิออนมีคามากกวาพลังงานที่ใชในการสลายพันธะ

ไอออนิก (ขอ 2)


15

22(En 33) เม่ือนําคอปเปอร (II) ซัลเฟต 4 กรัม มาละลายในน้ํา 100 ลูกบาศกเซนติเมตร อุณหภูมิ 28 องศาเซลเซียส ปรากฎวาวัดอุณหภูมิของสารละลายไดเทากับ 32 องศาเซลเซียส อาจเขียนการเปลี่ยนแปลงไดดังสมการตอไปนี ้ CuSO4(s) ⊂ Cu2+(g) + Λ2

4SO (g) ⊂ (ก)

Cu2+(g) + Λ24SO (g) ⊂ Cu2+(aq) + Λ2

4SO (aq) ⊂ (ข) ขอสรุปใดถูก (ขอ 2) 1. ความรอนที่คายออกในปฏิกิริยา (ก) มีคามากกวาความรอนที่ดูดเขาไปในปฏิกิริยา (ข) 2. ความรอนที่ดูดเขาไปในปฏิกิริยา (ก) มีคานอยกวาความรอนที่คายออกในปฏิกิริยา (ข) 3. ทั้งปฏิกิริยา (ก) และ (ข) เปนปฏิกิริยาคายความรอน 4. ขอมูลขางตนไมสามารถนํามาใชอธิบายสาเหตุที่ทําใหอุณหภูมิของน้ําสูงขึ้นกวาเดิม

23(มช 35) เกลืออิออนิกชนิดหนึ่งละลายน้ําไดที่อุณหภูมิสูงดีกวาที่อุณหภูมิต่ํา แสดงวา 1. ขบวนการละลายเปนแบบคายความรอน 2. สารนั้นมีพลังงานโครงรางผลึกมากกวาพลังงานไฮเดรชัน 3. ความรอนของการละลายมีคาเปนบวก 4. สารนั้นมีพลังงานไฮเดรชันมากกวาพลังงานโครงรางผลึก ขอที่ถูกตองคือ (ขอ ข) ก. 1 และ 2 ข. 2 และ 3 ค. 1 และ 3 ง. 3 และ 4

1.8 สมการไอออนิก พิจารณา การเกิดปฏิกริยาของ Ca(OH)2 กับ Na2CO3

Ca(OH)2 กับ Na2CO3 แตกตัว

Ca2+(aq) + 2OH–( aq) + 2Na+(aq) + CO32–( aq) ⊂ CaCO3(s) + 2OH–( aq) + 2Na+(aq)

จะเห็นวาปฏิกริยานี้ Ca2+ กับ CO32– จะรวมตัวกันเปน CaCO3 แลวตกตะกอนลงมา สวน OH– กับ Na+ จะละลายน้ําอยู ไมเกิดการเปลี่ยนแปลงใดๆ เราจึงอาจตัดท้ิงได ปฏิกริยาที่เกิดขึ้นจริงๆ จึงมีเพียง

Ca2+(aq) + CO32–( aq) ⊂ CaCO3(s)

สมการท่ีแสดงเฉพาะไอออนท่ีทําปฏกิริยากันจริงเชนน้ี เรียก สมการไอออนิก

H2O


16

พิจารณา การเกิดปฏิกริยาของ Ba(NO3)2 กับ K2SO4

Ba(NO3)2 กับ K2SO4 แตกตัว

Ba2+(aq) + SO42–( aq) ⊂ BaSO4(s)

พิจารณา การเกิดปฏิกริยาของ CaCl2 กับ K3PO4

CaCl2 กับ K3PO4 แตกตัว

3 Ca2+(aq) + 2 PO43–( aq) ⊂ Ca3 (PO4)2 (s)

24(มช 33) ปฏิกิริยาระหวางสารละลายคูตางๆ ในขอใดตอไปน้ี ไมใหตะกอน ก. NaNO3 + KCl ข. AgNO3 + (NH4)3PO4 ค. Pb(NO3)2 + Na2SO4 ง. CaCl2 + Na2CO3 (ขอ ก) วิธีทํา 25(มช 40) เกีย่วกบัสารประกอบไอออนิกขอใดถกูตอง 1. สารประกอบคลอไรดของโลหะ (M) หมูที่ 1, 2 , 3 มีสูตรโมเลกุลเปน MCl , MCl2

และ MCl3 2. พันธะไอออนิกเปนพันธะทีเ่กิดจากแรงดึงดูดระหวางประจุไฟฟาของไอออนบวก และ

ไอออนลบ 3. โลหะที่มีคาพลังงานไอออไนเซชันสูง จะสามารถเกดิพันธะไอออนิกไดงาย และแข็ง

แรงกวาโลหะที่มีคาพลังงานไอออไนเซชันต่ํา 4. สารประกอบไอออนิกสวนใหญจะมีสถานะเปนของแข็ง สามารถละลายน้ํา และนําไฟ

ฟาไดดี (ขอ 2) วิธีทํา

⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦


17

ตอน 2 พันธะโคเวเลนต 2.1 การเกิดพันธะโคเวเลนต ตัวอยางท่ี 5 การเกิดพนัธะของอะตอมไฮโดรเจน( H) 2 อะตอม กลายเปนโมเลกุล

แกสไฮโดรเจน ( H2 ) ตอไปน้ี สมบัติบางประการของอะตอมไฮโดรเจน

1. อะตอมไฮโดรเจน 1 อะตอม จะมีอิเลค ตรอน 1 ตัว อยูในระดับพลังงาน K

2. อะตอมไฮโดรเจน จะมีความหวงแหน อิเลคตรอนท่ีมีตัวเดียวน้ีมาก ไมยอมเสียไปโดยงาย 3. ระดับพลังงาน K ปกติจะเกบ็อิเลคตรอนไดสูงสดุ 2 ตัว อะตอมไฮโดรเจน จะม ี เสถียรภาพสูงสุด เม่ือมีอิเลคตรอน 2 ตัว เต็มระดับพลังงาน K เม่ืออะตอมไฮโดรเจน 2 อะตอม เขาใกลกัน ตางจะมีความตองการอิเลคตรอนของ ฝายตรงกันขามมาเปนของตัว เพ่ือใหมีอิเลคตรอน 2 ตัวเต็มระดับพลังงาน K แตอะตอมไฮ โดรเจนแตละตัวก็มีความหวงแหนอิเลคตรอน ไมยอมเสียอิเลคตรอนโดยงาย อะตอมท้ังสอง จะเคลื่อนเขามาใกลกัน แลว นําอิเลคตรอนฝายละ 1 ตัว มาใชรวมกันทําให แตละอะตอมเสมือนด่ังวามีอิเลคตรอน 2 ตัว แรงดึงดูดระหวางอิเลคตรอน ( – ) กับ โปร ตรอน ( + ) ทั้ง 2 อะตอมดังรูป จะกลายเปน แรงยึดเหนี่ยวอะตอมทั้งสองใหอยูดวยกันกลาย เปนโมเลกุลแกสไฮโดรเจน (H2) แรงดึงดูดระ หวางอะตอมอันเกิดจากอิเลคตรอนท่ีใชรวมกัน เชนน้ีเรียกวา พันธะโคเวเลนต

โมเลกุลท่ีมีพันธะโคเวเลนต เรียกวา โมเลกุลโคเวเลนต สารประกอบของโมเลกุลโคเวเลนต เรียก สารประกอบโคเวเลนต

26. ในการเกิดพันธะระหวางอะตอมไฮโดรเจน 2 อะตอม จะมีการนําอิเลคตรอนมาใชรวมกัน 1 คู เรียกอิเลคตรอนคูน้ีวา ................................ และแรงดึงดูดระหวางอิเลคตรอนน้ีกับนิวเคลียส เรียก พันธะ............................... โมเลกุลท่ีมีพันธะน้ีเรียก ....................................... สารประกอบแบบน้ี เรียก ..................................................

+

e

e

+e

+

+e

+ e


18

ตัวอยางท่ี 6 การเกิดพนัธะของอะตอมไฮโดรเจน( H) กับคลอรีน ( Cl ) อะตอม อะตอมไฮโดรเจนมีเวเลนตอิเลคตรอน 1 ตัว ตองการอีก 1 ตัว เพื่อเต็มระดับพลังงาน K อะตอมคลอรีนมีการจัดเรียงอิเลคตรอนแบบ 2 , 8 , 7 เวเลนตอิเลคตรอนมี 7 ตัว ตองการ

อิเลคตรอน 1 ตัวเพ่ือครบ 8 ( กฏออกเตต ) อะตอมท้ังสองจะเขามาใชอิเลคตรอนรวมกัน 1 คู เกิดเปนพันธะโคเวเลนตดังรูป อิเลคตรอนท่ีใชรวมกันเรียก อิเลคตรอนคูรวมพันธะ อิเลคตรอนท่ีไมใชรวมกัน เรียก อิเลคตรอนคูโดดเด่ียว ตัวอยางท่ี 7 การเกิดพนัธะของอะตอมไฮโดรเจน( H) กับออกซิเจน ( O ) อะตอม

อะตอมไฮโดรเจนตองการอิเลคตรอน 1 ตัว อะตอมออกซิเจนมีการจัดเรียงอิเลคตรอนแบบ 2 , 6 เวเลนตอิเลคตรอนมี 6 ตัว ตองการอิเลค-

ตรอน 2 ตัวเพ่ือครบ 8 ออกซิเจน 1 อะตอมตองสรางพันธะกับไฮ– โดรเจน 2 อะตอม จึงจะมเีวเลนตอิเลคตรอนครบ 8 ตัวดังรูป ตัวอยางท่ี 8 การเกิดพนัธะของอะตอมไฮโดรเจน( H) กับออกซิเจน ( N ) อะตอม

อะตอมไฮโดรเจนตองการอิเลคตรอน 1 ตัว อะตอมไนโตรเจนมีการจัดเรียงอิเลคตรอนแบบ 2 , 5 เวเลนตอิเลคตรอนมี 5 ตัว ตองการอิเลค-

ตรอน 3 ตัวเพ่ือครบ 8 ไนโตรเจน 1 อะตอม ตองสรางพันธะกับไฮ– โดรเจน 3 อะตอม จึงจะมเีวเลนตอิเลคตรอนครบ 8 ตัวดังรูป ตัวอยางท่ี 9 การเกิดพนัธะของอะตอมออกซิเจน( O) 2 อะตอม

อะตอมออกซิเจนมีการจัดเรียงอิเลคตรอนแบบ 2 , 6 เวเลนตอิเลคตรอนมี 6 ตัว ตองการอิเลค-

ตรอน 2 ตัวเพ่ือครบ 8 ออกซิเจนอะตอมท้ังสองจะตองเขามาใชอิเลค- รวมกัน 2 คู เพ่ือใหมีเวลนตอิเลคตรอนครบ 8

Cl .H . .

. . .

. .

N .H . .

.. .

. H .

H

O .

H

. ..

. .. H .

O .

...

. . O .

. . .

. .


19

ตัวอยางท่ี 10 การเกิดพนัธะของอะตอมไนโตรเจน( N) 2 อะตอม อะตอมไนโตรเจนมีการจัดเรียงอิเลคตรอนแบบ

2 , 7 เวเลนตอิเลคตรอนมี 7 ตัว ตองการอิเลค- ตรอน 3 ตัวเพ่ือครบ 8

ออกซิเจนอะตอมท้ังสองจะตองเขามาใชอิเลค- รวมกัน 3 คู เพ่ือใหมีเวเลนตอิเลคตรอนครบ 8

27. จงวาดรูปแสดงการเกิดพันธะโคเวเลนตของสารประกอบตอไปน้ี HCl H2O NH3 O2 N2

2.2 ชนิดของพันธะโคเวเลนต พันธะโคเวเลนต มี 3 ชนิด ไดแก 1) พันธะเดี่ยว : มีการใช e รวมกัน 1 คู เชน Cl – Cl 2) พันธะคู : มีการใช e รวมกัน 2 คู เชน O = O 3) พันธะสาม : มีการใช e รวมกัน 3 คู เชน N ¬ N

2.3 กฏออกเตต กลาววา “ อะตอมของธาตุตางๆ ที่เขาทําปฏิกิริยากัน จะมีการเปลี่ยนแปลงจํานวน อิเลคตรอนเพ่ือท่ีจะใหมีการจัดเรียงอิเลคตรอนแบบเดียวกับกาซเฉ่ือย คือมีเวเลนสอิเลคตรอน ครบ 8 (ยกเวน H ครบ 2) ”

ขอยกเวนของกฏออกเตต 1) ธาตุท่ีมีเวเลนสอิเลคตรอนนอยกวา 4 คือ Be และ B เม่ือเกดิพันธะอาจจะมีเวเลนต- อิเลคตรอนไมครบ 8 ก็ได

เชน Cl : Be : Cl หรือ Cl – Be – Cl Be มี Ve = 4 ตัว F F B : F หรือ B – F B มี Ve = 6 ตัว F F

N ..

. . N . . . . . .

..

..


20

2) ธาตุที่มีเวเลนซอิเลคตรอนมากกวา 4 และ อยูในคาบที ่ 3 ขึ้นไปในตารางธาต ุ เม่ือ เกิดพันธะ อาจมีเวเลนซอิเลคตรอนมากกวา 8

เชน PCl5 SF6

28. จงวาดรูปแสดงการเกิดพันธะโคเวเลนตของสารประกอบตอไปน้ี BeCl2 BF3 PCl5 SF6 29(มช 37) สารประกอบในขอใดท่ีมีการจัดเรียงตัวของอิเลคตรอนเปนไปตามกฏออกเตตท้ังหมด 1. H2S , PBr3 , CH2O , OF2 , C3H6O 2. H2O , O2 , BeH2 , CH3OH , NH3 3. H2 , CO2 , C2H2 , BF3 , CS2 4. CCl4 , C3H4 , N2 , Br2 , PCl5 (ขอ 1) วิธีทํา 30(En 32) a , b , c , d , e เปนธาตุท่ีมีการจัดอิเลคตรอนดังน้ี

a = 2 , 8 , 4 b = 2 , 8 , 5 c = 2 , 8 , 6 d = 2 , 8 , 7 e = 2 , 3 ในขอใดตอไปน้ีท่ีทุกสารมีการรวมตัวเปนไปตามกฎออกเตต 1. Hd , NF3 , bF5 2. cF6 , HF , cO2 3. ad4 , cO3 , dF 4. NH4+ , eF3 , bd3 (ขอ 3) วิธีทํา

.F F Cl Cl

Cl . P .

... . . .. .

Cl Cl S

.... . ...

. .F

F F F

.


21

2.4 ธาตุกับการเกิดพันธะโคเวเลนต ธาตุท่ีรวมตัวกันแลวเกิดพันธะโคเวเลนต ไดแก 1. อโลหะรวมตัวกับอโลหะ เม่ืออโลหะรวมตัวกับอโลหะจะเกิดพันธะโคเวเลนตเสมอ เพราะอโลหะเปนธาตุท่ีมีเวเลนซอิเล็กตรอนใกลครบ 8 หรืออโลหะมีคาพลังงานไอออ- ไนเซชันสูง จึงเสียอิเล็กตรอนไดยาก ดังน้ัน เม่ืออโลหะรวมตันกันเพ่ือใหเวเลนซอิเล็ก-ตรอน 8 จึงไมมีอะตอมใดเปนฝายเสียอิเล็กตรอนเพราะตางฝายตางก็เปนธาตุที่มีความ ตองการรับอิเล็กตรอนสงู ดังน้ันจึงใชอิเล็กตรอนรวมกันเกิดเปนพันธะโคเวเลนต เชน

H2 , O2 , HCl , H2O , SO2 , H2SO4 , C6H12O6 เปนตัน 2. กึง่โลหะรวมตัวกับอโลหะ ธาตุกึ่งโลหะ เชน B Si As Sb Ge เปนธาตุที่มีคาพลังงาน

ไอออไนเซชนัสูง เม่ือรวมตัวกับอโลหะจะรวมตัวกันดวยพันธะโคเวเลนต เชน BF3 , SiCl4 , AsCl3 , GeCl4 เปนตัน

3. โลหะบางชนิดรวมตัวกับอโลหะบางชนิด ก็สามารถเกิดพันธะโคเวเลนตได แตโลหะน้ัน จะตองมีคาพลังงานไอออไนเซชันคอนขางสูง เชน เบริลเลียม(Be) ดีบุก (Sn) สาร ประกอบโคเวเลนตท่ีเกิดจากโลหะรวมตัวกับอโลหะ เชน เบริลเลียมคลอไรด (BeCl2) ทิน(II)คลอไรด (SnCl2) ทิน(IV)คลอไรด (SnCl4) เปนตน

หมายเหตุ พันธะระหวางโลหะแทรนซชัินกับอโลหะในไอออนเชิงซอน จะเกิดพันธะโคเว- เลนต เชน ι4MnO , ι24CrO , ι34Fe(CN) เปนตน

(ไอออนเชิงซอนคือไอออนท่ีประกอบดวยธาตุมากกวา 1 ชนิด)

31(มช 31) สารประกอบในขอใดตอไปน้ี เปนสารประกอบโคเวเลนตท้ังหมด ก. CO2 , CS2 , Rb2O ข. AsCl3 , BeH2 , N2O5 ค. Ca2(PO4)3 , (NH4)2SO4 , CaS ง. Al2O3 , N2O3 , CIF (ขอ ข) วิธีทํา 32(En 41/2) ธาตุคูใดที่จะรวมกันไดสารประกอบที่มีความเปนโคเวเลนตมากที่สุด 1. 17X กับ 35Y 2. 9P กับ 11Q 3. 17X กับ 20Z 4. 15A กับ 17X (ขอ 1) วิธีทํา


22

33(En 33) พิจารณาสารตอไปน้ี H2S NH3 BF3 PBr5 HF

(I) (II) (III) (IV) (V) ขอสรุปเกี่ยวกับสารเหลานี ้ขอใดถูก (ขอ 4) 1. สาร (I) (III) และ (IV) เทาน้ัน เปนสารประกอบโคเวเลนต 2. สาร (II) (III) (IV) และ (V) เทาน้ัน เปนสารประกอบโคเวเลนต 3. สาร (I) และ (II) เทาน้ัน ท่ีอะตอมตาง ๆ มีเวเลนซอิเลคตรอนเปนไปตามกฎออกเตต 4. สาร (III) และ (IV) เทาน้ันท่ีอะตอมตาง ๆ มีเวเลนซอิเลคตรอนไมเปนไปตามกฎออกเตต วิธีทํา

2.5 การเขียนสูตรของสารโคเวเลนต

2.5.1 การเขียนสูตรโมเลกุลสารโคเวเลนต

ข้ัน 1 กอนอ่ืนตองเรียงลําดับธาตุกอนหลังใหถูกตอง ตามหลักสากลดังนี ้ B Bi C Sb As P N H Te Se S At I Br Cl O F ตามลําดับ ข้ัน 2 หาสัดสวนจํานวนอะตอมของธาตุที่มารวมพันธะกันดังตัวอยางตอไปนี ้

H + O = H2Oตองการ 1 e ตองการ 2 e

N + H = N H3 ตองการ 3 e ตองการ 1 e

C + F = C F4 ตองการ 4 e ตองการ 1 e

Si + O = Si2 O4 ทําอัตราสวนอยางต่ําได Si O2 ตองการ 4 e ตองการ 2 e

C + O = C2 O4 ทําอัตราสวนอยางต่ําได C O2 ตองการ 4 e ตองการ 2 e


23

34(En 31) สูตรของสารท่ีเกิดจากการรวมของธาตุ X ท่ีมีเลขอะตอม 14 กับธาต ุ Y ที่มีเลข อะตอม 8 ไดแกขอใด

1. XY 2. X2Y 3. XY2 4. X2Y3 (ขอ 3) วิธีทํา 36(En 38) X , Y , Z เปนธาตุท่ีมีจํานวนโปรตอน 6 , 12 และ 17 ตามลําดับ ขอใดแสดง สูตรของคลอไรด และออกไซดที่ถูกตองของธาตุทั้งสาม

1. XO , YCl , ZCl2 2. XCl , YO , ZCl 3. XO2 , YO , ZCl 4. XCl2 , YCl2 , ZO (ขอ 3) วิธีทํา

35(มช 33) ธาตุ A อยูในคาบ 3 ของตารางธาตุมีเวเล็นซอิเล็กตรอนเทากับ 5 และมีนิวตรอน เทากับ 16 ดังน้ันธาตุ A เม่ือรวมกับ F อาจจะไดสารที่มีสูตร

ก. AF ข. AF2 ค. AF3 ง. AF4 (ขอ ค) วิธีทํา

2.5.2 การเขียนสูตรแบบเสนจากสูตรโมเลกุล

โปรดทราบกอนวา H เกิดพันธะโคเวเลนตได 1 พันธะ ดังน้ัน H จะมีเสน (แขน) 1 เสน ( H – )

O เกิดพันธะโคเวเลนตได 2 พันธะ ดังน้ัน O จะมีเสน (แขน) 2 เสน ( – O – )

N เกิดพันธะโคเวเลนตได 3 พันธะ ดังน้ัน N จะมีเสน (แขน) 3 เสน ( – N – )

C เกิดพันธะโคเวเลนตได 4 พันธะ ดังน้ัน C จะมีเสน (แขน) 4 เสน ( – C – )

ฯ ล ฯ


24

ข้ันตอนการเขียนสูตรแบบเสน ข้ัน 1 หาอะตอมกลาง

อะตอมกลาง คือ อะตอมท่ีมีอะตอมเดียวหรือตองการเวเลนซอิเลคตรอนมากท่ีสุด ข้ัน 2 วางตําแหนงอะตอมกลาง แลวเอาอะตอมอ่ืนลอมรอบ

ข้ัน 3 ใสแขนของแตละอะตอมเทากับจํานวนพันธะโคเวเลนตท่ีอะตอมจะเกิด

2.5.3 การเขียนสูตรแบบจุดจากสูตรแบบเสน

ข้ัน 1 เขียนสูตรแบบเสน ตอจากนั้นเปลี่ยนเสนพันธะ 1 เสน เปนจุด 2 จุด ข้ัน 2 อาจเขียนอิเลคตรอนคูโดดเด่ียวของอะตอมกลางดวยก็ได ตัวอยางเชน

สาร สูตรแบบเสน สูตรแบบจุด NH3

CH4

CHCl3

H2O

HClO

COCl2


25

C2H6

C2H4

C2H2

37(En 31) ขอมูลในตาราง ขอใดผิด

โมเลกุล

อะตอมกลาง จํานวนอิเล็ก ตรอนคูรวมพันธะ

จํานวนอิเล็กตรอนคูโดดเด่ียว รอบอะตอมกลาง

1. 2. 3. 4.

CH4 H2O NH3 H2S

C O N H

4 คู 2 คู 3 คู 2 คู

0 2 คู 1 คู 2 คู


38(En 42/2) ขอมูลในตารางตอไปน้ีขอใดผิด

โมเลกุล จํานวนอิเลก็ตรอน คูรวมพันธะ

จํานวนอิเล็กตรอนคูโดดเด่ียวรอบอะตอมกลาง

1. 2. 3. 4.

H2S SiF4 SF6 BrF3

2 คู 4 คู 6 คู 3 คู

2 คู – – 1 คู


(ขอ 4.)

(ขอ 4.)


26

39(En 37) ขอใดท่ีอะตอมกลางมีจํานวนอิเล็กตรอนคูโดดเด่ียวเทากัน (ขอ 3) 1. PCl3 , BF3 2. H2O , ClF3 3. H2S , NH3 4. SO2 , XeF2 วิธีทํา

2.6 พลังงานพันธะ พลังงานของ พันธะสาม ∴∴∴∴ พันธะคู ∴∴∴∴ พันธะเดี่ยว

2.7 ความยาวพันธะ ความยาวพันธะของ พันธะเดี่ยว ∴∴∴∴ พันธะคู ∴∴∴∴ พันธะสาม

40(มช 37) ความยาวพันธะระหวาง C 2 ตัวท่ีติดกันในสารประกอบตอไปน้ี เรียงตามลําดับ จากมากไปหานอย ขอใดถูกตอง

1. C3H8 ] C3H4 ] C2H6 ] C2H4 ] C2H2 2. C2H2 ] C2H4 ] C6H6 ] C3H4 ] C3H8 3. C3H8 = C2H6 ] C2H4 = C3H4 ] C2H2 4. C2H2 ] C2H4 = C3H4 ] C2H6 = C3H8 (ขอ 3) วิธีทํา

41(มช 41) เปรียบเทียบความยาวของพันธะ CΛC และ พันธะ CΛN ในสารประกอบแตละ ประเภท พรอมกับ พิจารณาพลังงานใหสอดคลองกันดวย ขอที่เรียงลําดับได ถูกตองคือ

ความยาวพันธะ พลังงานพันธะ 1. C2H6 ] C2H4 ] C2H2 C2H6 ] C2H4 ] C2H2 2. C2H6 Ζ C2H4 Ζ C2H2 C2H6 Ζ C2H4 Ζ C2H2 3. CH3NH2 Ζ CH2NH Ζ HCN CH3NH2 Ζ CH2NH Ζ HCN 4. CH3NH2 ] CH2NH ] HCN CH3NH2 Ζ CH2NH Ζ HCN (ขอ 4) วิธีทํา


27

42(มช 38) ความยาวพันธะใดตอไปนี้ ยาวที่สุด 1. CΛH 2. CΛC 3. C = C 4. C ¬ C (ขอ 2) วิธีทํา

43(En 42/1) พิจารณาพลังงานและความยาวของพันธะของสารที่กําหนด a. YCl b. YF c. YI d. YBr ขอที่มีความสอดคลองกันคือขอใด (ขอ 3)

พลังงานพันธะ ความยาวพันธะ 1. a ] b ] c ] d a Ζ b Ζ c Ζ d 2. c Ζ d Ζ a Ζ b c ] a = d ] b 3. b ] a ] d ] c b Ζ a Ζ d Ζ c 4. b Ζ a = d Ζ c b ] a = d ] c


44(En 40) พิจารณาขอความตอไปน้ี ก. โมเลกุล C2H2 มีความแข็งแรงของพันธะระหวาง C กับ C มากกวา C2H4 และม ี

ความยาวพันธะระหวาง C กับ C นอยกวา C2H6 ข. การละลายของ NaCl พบวาพลังงานแลตทิซมากกวาพลังงานไฮเดรชัน ดังน้ัน การ

ละลายนี้เปนกระบวนการคายความรอน ค. สารประกอบไอออนิกที่เปนของแข็งไมนําไฟฟาแตเมื่อหลอมเหลวจะสามารถนําไฟฟาได ขอใดถกูตอง

1. ก และ ข เทาน้ัน 2. ข และ ค เทาน้ัน 3. ก , ข และ ค 4. ก และ ค เทาน้ัน (ขอ 4) วิธีทํา


28

2.8 พันธะโคออดิเนต โคเวเลนต คือ พันธะที่เกิดจากการใช e รวมกัน แต e คูที่ใชรวมกันเปน e ของอะตอมใด

อะตอม หนึ่งเพียงฝายเดียว เชน SO2 สูตรแบบจุด คือ O : S : : O สูตรแบบเสน O ⊇S = O

45. จงเขียนสูตรแบบจุดและสูตรแบบเสนของสารประกอบตอไปน้ี SO2 HNO3 2.9 เรโซแนนซ (Resonance )

คือ ปรากฏการณที่ไมสามารถเขียนสูตรโครงสรางเพียงสูตรหนึ่งสูตรใดแทนสมบัติของ โมเลกุลสารบางชนิด

ตัวอยางเชน SO2 เขียนสูตรได 2 อยางคือ และ

และตามหลักแลว พันธะเดี่ยวควรมีความยาวพันธะยาวกวาพันธะคู แตจากการทดลอง พบวา พันธะโคเวเลนตท้ังสองดานของ SO2 มีความยาวเทากัน ทั้งนี้เปนเพราะม ี e

1 คู จะวิ่งสลับไปมาทั้ง 2 ขาง ดังน้ันสูตรของ SO2 จึงอาจเขียนแสดงอีกแบบคือ

46. จงเขียนสตูรแบบเรโซแนนซไฮบริดจของสารประกอบตอไปน้ี SO2 CH6 47(En 43/1) ความยาวของพันธะ C–O ในโมเลกุลหรือไอออนตอไปนี้มีคาลดลงตามลําดับอยางไร 1. CO2 ] CO ] Κ2

3CO 2. Κ23CO ] CO2 ] CO

3. CO ] CO2 ] Κ23CO 4. CO ] Κ2

3CO ] CO2 (ขอ 2)

..

SO O

SO O

SO O

สูตรแบบน้ีเรียกสูตรแบบ เรโซแนนซไฮบริดจ


29

2.10 หลักการเรียกชือ่สารประกอบโคเวเลนต 1) ใหอานชื่อธาตุที่อยูขางหนากอนแลวตามดวยชื่อของอีกธาตุหนึ่งโดยเปลี่ยนเสียง

พยางคทายเปนไอด (ide) 2) ใหบอกจํานวนอะตอมของธาตุแตละธาตุดวยจํานวนในภาษากรีก ไดแก

หน่ึง = โมโน (mono) สอง = ได (di) สาม = ไตร (tri) สี ่ = เตตระ (tetra) หา = เพนตะ (penta) หก = เฮกซะ (hexa)

เจ็ด = เฮปตะ (hepta) แปด = ออกตะ (octa) เกา = โนนะ (nona) สิบ = เดคะ (deca)

3) ในกรณีของธาตุท่ีนําหนา หากมีจํานวนอะตอมเพียงหน่ึงอะตอม ไมตองบอกจํานวน อะตอมธาตุน้ัน แตสําหรับธาตุที่ตามหลังแมวาจะมีเพียงหนึ่งอะตอมจะตองบอกดวย

ตัวอยางการอานชือ่สารประกอบโคเวเลนท สูตร ชื่อ CO2 CO

B F3 N2O

N2O5 P4O10

OF2 N I3

คารบอนไดออกไซด คารบอนมอนนอกไซด โบรอนไตรฟูออไรด ไดไนโตรเจนมอนอกไซด ไนโตรเจนเพนตอกไซด

เตตระฟอสฟอรัสเดคะออกไซด ออกซิเจนไดฟอูอไรด ไนโตรเจนไตรไอโอไดด

48(มช 37) สารประกอบตอไปน้ีในขอใดอานช่ือเรียงตามลําดับไดถูกตอง ZnHPO4 , Cu2SO3 , Cl2O7 , Fe2O3 และ Hg2Cl2

1. ซิงคไฮโดรเจนฟอสเฟต , คอปเปอร(I) ซัลไซด , ไดคลอรีนเฮปตะออกไซด ไดไอรออนไตรออกไซด และ เมอรคิวรี (I) คลอไรด

2. ซิงคไฮโดรเจนฟอสเฟต , ไดคอปเปอรซัลไฟต , ไดคลอรีนเฮปตะออกไซด ไอรออน(III) ออกไซด และ เมอรคิวรี (I) คลอไรด

3. ซิงคโมโนไฮโดรเจนฟอสเฟต , คอปเปอร (I) ซัลไฟด , ไดคลอโรเฮปตะออกไซด ไอรออน (II) ไตรออกไซด และ ไดเมอรคิวรีไดคลอไรด


30

4. ซิงคไฮโดรเจนฟอสเฟต , คอปเปอร (I) ซัลไฟด , ไดคลอรีนเฮปตะออกไซด ไอออน(III) ออกไซด และ เมอรคิวรี (I) คลอไรด (ขอ 2)

2.11 การสลาย และ การเกิดพันธะ ในปฏิกิริยาหนึ่งๆ ตองมีท้ังการสราง และ การสลายพันธะ

การสรางพันธะ เปนกระบวนการที่ตองคายพลังงาน การสลายพันธะ เปนกระบวนการที่ตองดูดพลังงาน และในปฏิกริยาหนึ่งๆ น้ัน

หากพลังงานที่ดูดมากกวาพลังงานที่คาย ปฏิกริยารวมจะเปนปฏิกริยาที่ดูดพลังงาน หากพลังงานที่คายมากกวาพลังงานที่ดูด ปฏิกริยารวมจะเปนปฏิกริยาที่คายพลังงาน

ตัวอยางท่ี 11 กําหนด พลังงานพันธะดังน้ี H – H = 436 kJ/mol I – I = 151 kJ/mol H – I = 298 kJ/mol

จงหาวาการเปล่ียนแปลงตอไปน้ี ดูดหรือคายพลังงานเทาใด H2(g) + I2(g) ⊆ 2HI(g) วิธีทํา จากปฏิกรยิา H2(g) + I2(g) ⊆ 2HI(g)

พลังงานท่ีเก่ียวของ +436 + 151 –2(298) พลังงานรวม = +436 + 151 –2(298) = –9 kJ/mol พลังงานรวมมีคาเปนลบ แสดงวาเปนปฏิกิริยาคายพลังงาน 9 kJ/mol

⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦

ตัวอยางท่ี 12 กําหนด พลังงานพันธะดังน้ี H – H = 436 kJ/mol N ∧ N = 945 kJ/mol N – H = 391 kJ/mol

จงหาวาการเปล่ียนแปลงตอไปน้ีดูดหรือคายพลังงานเทาใด 2NH3 ⊆ N2 + 3H2 ในสภาวะกาซ วิธีทํา จากปฏิกิริยา 2NH3 ⊆ N2 + 3H2

พลังงานท่ีเก่ียวของ +2(3 x 391) –945 –3(436) พลังงานรวม = 2 (3x391) –945 –3(436) = 93 kJ/mol พลังงานรวมมีคาเปนบวก แสดงวาเปนปฏิกิริยาดูดพลังงาน 93 kJ/mol


31

49(En 42/2) กําหนดคาพลังงานสลายพันธะในหนวยกิโลจูล ตอไปน้ี CΛH 427 CΛCl 339 HΛCl 431 ClΛCl 243 ปฏิกิริยาตอไปน้ีเปนปฏิกิริยาดูดหรือคายความรอน และปริมาณความรอนของปฏิกิริยามีคา กี่กิโลจูล CH4 + Cl2 ⊂ CH3Cl + HCl (คายความรอน 100 kJ)


50(En 42/1) กําหนดให พันธะ ( หนวย กิโลจูล / โมล ) (460 kJ/mol) CΛH = 413 ClΛCl = 242 CΛCl = 339 HΛCl = 431 พิจารณาปฏิกิริยา CH4(g) + Cl2(g) ⊂ CCl4(g) + HCl(g) (สมการยังไมไดดุล) ปฏิกิริยานี้ ดูดหรือคายความรอน และความรอนของปฏิกิริยามีคากี่กิโลจูลตอโมลของ CH4



32

51(มช 34) ปฏิกิริยา HF(g) + Cl2(g) ⇓⇓⇓⇓ HCl(g) + ClF(g) เปนปฏิกิริยาดูดความรอน 120 kJ/mol

กําหนดให พลังงานที่สลายพันธะ และที่ไดจากการเกิดพันธะของอะตอมคูตาง ๆ เปนดังน้ี HΛF = 567 KJ/mol HΛCl = 431 KJ/mol ClΛCl = 242 KJ/mol จงคํานวณพลังงานพันธะของ Cl Λ F เปน KJ/mol (258 kJ/mol) วิธีทํา

52(En 40) กําหนดให 2AB(g) + B2(g) ⊃ 2AB2(g) ถาปฏิกิริยาคายความรอน 112 kJ พลังงานพันธะของ AΛB ของโมเลกุล AB = 90 kJ/mol พลังงานพันธะของ BΛB ของ โมเลกุล B2 =120 kJ/mol พลังงานพันธะ AΛB ของโมเลกุล AB2 จะเปนก่ีกิโลจูลตอโมล

1. 51.5 2. 103 3. 206 4. 412 (ขอ 2) วิธีทํา


33

53(มช 32) กําหนดให ชนิดของพันธะ พลังงานพันธะ (kJ/mol)

C–C C–H C–N C¬N N–N N=N N¬N H–H H–N

348 413 305 891 163 418 945 436 391

ถาตองใชพลังงาน 5518 KJ/mol ในการสลายโมเลกุล เบนซีนในสถานะกาซ ใหเปนอะตอม ในสถานะกาซดังสมการ C6H6(g) ⇓⇓⇓⇓ 6C(g)+6H(g) จงคํานวณคาพลังงานพันธะของ C=C ในโมเลกุลเบนซีน (kJ/mol) (665.33 kJ/mol)


54(มช 33) พลังงานที่ใชในการเปลี่ยนสถานะ H2O( l) ⇓⇓⇓⇓H2O(g) = 200 kJ/mol และ ปฏิกิริยานี้ H2O(l) ⇓⇓⇓⇓ 2H(g) + O(g) ดูดพลังงานเทากับ 1200 kJ พลังงานพันธะ O–H จะมีคากี่ kJ/mol (500 kJ) วิธีทํา


34

55(En 36) จงหาคาพลังงานพันธะเฉลี่ย (kJ/mol) ของ X–Y จากขอมูลตอไปนี ้ X(s) ⊂ X(g) ดูดพลังงาน 717 kJ

Y2(g) ⊂ 2Y(g) ดูดพลังงาน 435 kJ X(s) + 2Y2(g) ⊂ XY4(g) คายพลังงาน 75 kJ 1. 236.25 2. 378 3. 396.75 4. 415.5 (ขอ 4)


56(มช 43) กําหนด คาพลังงานพันธะเฉลี่ยระหวางอะตอมคูตาง ๆ ดังตาราง

พันธะ พลังงานพันธะ(kJ/mol) C–H H–O C=O

413 463 804

ถาตองการสลายโมเลกุลของฟอรมาลดีไฮด (CH2O) 0.5 โมล ออกเปนอะตอมอยางสมบูรณ จะตองใชพลังงานกี่กิโลจูล (815 กิโลจูล) วิธีทํา


35

57(มช 31) การเปลี่ยนแปลง Cl2(g) + F2(g) ⊂ 2ClF(g) ถากําหนดพลังงานพันธะของ ClΛCl , FΛF และ ClΛF เทากับ 240 , 160 และ 250 kJ ตามลําดับ ถาตองการ ClF 54.5 กรัม จะมีการเปลี่ยนแปลงพลังงานกี่ kJ (คายพลังงาน 50 kJ)


6(มช 35) ปฏิกิริยาที่ยังไมไดดุลมีสมการเปน CH4 (g) + O2 (g) ⊂ CO2 (g) + H2 O(g) โดยมีพลังงานพันธะของ C–H , O–H , C=0 และ O=O มีคาเปน 413 , 463 , 745 และ 498 kJ/mol ตามลําดับ ถา CH4 ถูกใชไป 0.32 กรัม จงคํานวณพลังงานที่เปลี่ยนแปลง เปน kJ (13.88)


58(มช 31) ปฏิกิริยา (1) 2H2(g) + O2(g) ⊂ 2H2O(g) + ความรอน (1)

(2) 2H2(g) + O2(g) ⊂ 2H2O(l) + ความรอน (2) จากความรอนที่คายออกมาจากปฏิกิริยาทั้งสองขอใดถูก ก. ความรอน (1) = ความรอน (2) ข. ความรอน (1) Ζ ความรอน (2) ค. ความรอน (1) ] ความรอน (2) เพราะปริมาตรผลิตภัณฑมากกวา ง. ความรอน (1) ] ความรอน (2) เพราะนํ้าดูดความ รอนเพ่ือกลายเปนไอ (ขอ ข) วิธีทํา


36

2.12 รูปรางโมเลกุลโคเวเลนต รูปรางโมเลกลุโคเวเลนทอธิบายไดโดย 1) ความยาวพันธะ 2) มุมระหวางพันธะ จํานวนเวเลนซอิเล็กตรอนรอบอะตอมกลาง ทั้งหมด (คู)

จํานวน อิเล็กตรอน คูรวมพันธะ

(คู)

จํานวน อิเล็กตรอน คูโดดเดี่ยว

(คู)

สูตร ท่ัวไป

รูปรางโมเลกุล

ตัวอยาง

2 2 0 AX2 เสนตรง BeCl2 , CdI2 HgCl2 , ZnI2

3

3

3

2

0 1

AX3

AX2

สามเหลี่ยม แบนราบ รูปงอหรือ รูปตัววี

BF3 , BI3 GaI3 , InBr3 SnCl2 , PbCl2 SnI2

4

4

4

4

3

2

0 1

2

AX4

AX3

AX2

ทรงสี่หนา พีระมิดฐาน สามเหลี่ยม

รูปงอหรือรูป ตัว V

CH4 ,CCl4 , SiCl4 ϑ

4NH , Λ

4BF , SnCl4 NH3 , H3O+ , PH3 AsH3,AsCl3 ,SbCl3

H2O , H2S , SeCl2 TeCl2

5

5

5

5

5

4

3

2

0 1

2

3

AX5

AX4

AX3

AX2

พีระมิดคูฐาน สามเหลี่ยม Irregular Tetrahedral

รูปตัวที เสนตรง

PCl5 , SbCl5 SF4 , TeCl4 , SeF4

ClF3 , BrF3 Λ

3I , Λ

2ICl , XeF2


37

6

6

6

6

5

4

0 1

2

AX6

AX5

AX4

ทรง แปดหนา พีระมิด ฐานสี่เหลี่ยม

สี่เหลี่ยม แบนราบ

SF6 , Λ26SiF

Λ26PbCl , TeF6

BrF5 , IF5

Λ

4BrF , Λ

4ICl , XeF4

59(En 42/2) ขอมูลในตารางตอไปน้ีขอใดผิด โมเลกุล จํานวนอิเลก็ตรอน

คูรวมพันธะ จํานวนอิเล็กตรอนคูโดดเด่ียวรอบอะตอมกลาง

1. 2. 3. 4.

H2S SiF4 SF6 BrF3

2 4 6 3

2 – – 1


60. สารตอไปน้ี โมเลกุลจะมีรูปรางเปนแบบใด BeCl2 = ……………………. SiF62– = ……………………… BF3 = ……………………. BI3 = ……………………… CH4 = ……………………. CCl4 = ……………………… PCl5 = ……………………. SbCl5 = ……………………… SF6 = ……………………. CO2 = ………………………


38

61. สารตอไปน้ี โมเลกุลจะมีรูปรางเปนแบบใด CCl2 = ……………………. SnCl2 = ……………………… NH3 = ……………………. PH3 = ……………………… H2S = ……………………. SeCl2 = ……………………… TeCl4 = ……………………. SeF4 = ……………………… ClF3 = ……………………. BrF3 = ……………………… ICl2– = ……………………. XeF2 = ……………………… BrF5 = ……………………. IF5 = ……………………… XeF4 = ……………………. BrF4– = ……………………. 62(มช 33) X– อิออนมีจํานวนโปรตอน= 17 ดังน้ันรูปรางของ XF3 และ IX 2

Λ จะเปนดังน้ี ก. สามเหลี่ยมพีรามิด เสนตรง ข. สามเหลี่ยมแบบราบ มุมงอ ค. รูปตัว T เสนตรง ง. รูปตัว T มุมงอ (ขอ ค) วิธีทํา 63(มช 39) การจัดตัวของทุกอะตอมในโมเลกุลใดที่ไมอยูใน ระนาบ (plane) เดียวกัน 1. AsH3 2. ClF3 3. ICl4

Λ 4. XeF4 (ขอ 1) วิธีทํา 64(En 39) ขอใดประกอบดวยโมเลกุลที่มีรูปรางเปนมุมงอ 1. CO2 , SiO2 และ BeF2 2. CS2 , C2H2 และ H2S 3. Cl2O , CO2 และ SiO2 4. SO2 , Cl2O และ H2S (ขอ 4) วิธีทํา


39

65(มช 40) สารในขอใดมีรูปรางโมเลกุลแตกตางกัน 1. PCl3 , NI3 , BF3 2. SO2 , H2S , Cl2O 3. BeF2 , C2H2 , CS2 4. GeH4 , SiF4 , CHCl3 (ขอ 1) วิธีทํา

66(En 37) กําหนดใหโมเลกุลตอไปนี ้ (I) CS2 (II) BF3 (III) Cl2O (IV) CCl4 มุมระหวางพันธะในโมเลกุล I ⊆ IV เรียงตามลําดับดังขอใด

1. I ∴ II ∴ IV ∴ III 2. III ∴ I ∴ IV ∴ II 3. II ∴ I ∴ III ∴ IV 4. I ∴ III ∴ II ∴ IV (ขอ 1) วิธีทํา

67(En 35) มุมระหวางพันธะในโมเลกุลของแอมโมเนียมีคานอยกวา มุมระหวางพันธะใน โมเลกุลของมีเทนดวยเหตุผลขอใด

1. อิเลกโตรเนกาติวิตีของ N สูงกวา C 2. แอมโมเนียเปนโมเลกุลมีข้ัว สวนมีเทนเปนโมเลกุลไมมีขั้ว 3. โมเลกุลแอมโมเนียมีพันธะโคเวเลนต 3 พันธะ แตโมเลกุลมีเทนมี 4 พันธะ 4. แรงผลักระหวางอิเลคตรอนคูรวมพันธะดวยกันเอง มีคานอยกวาแรงผลักระหวาง

อิเลคตรอนคูโดดเด่ียวกับอิเลคตรอนคูรวมพันธะ (ขอ 4) วิธีทํา


40

68. กําหนดมุมระหวางพันธะในสารตอไปนี ้ เพราะเหตุใดสารท้ัง 3 ชนิดจึงมีมุมระหวางพันธะไมเทากัน

ตอบ

69(En 36) พิจารณาขอความตอไปน้ี

ก) มุม HOH ( ใน H2O) มีขนาดเล็กกวามุม HNH ( ในNH3) เพราะวา O มีคาอิเลกโทรเนกา- ติวิตีมากกวา N

ข) มุม HNH ( ใน NH3) มีขนาดใหญกวามุม HSH ( ในH2S) เพราะ S มีอิเลคตรอนคูโดดเด่ียว ค) มุม HOH ( ใน H2O) มีขนาดใหญกวามุม HSH ( ในH2S) เพราะวา O มีคาอิเลกโทรเน– กาติวิตีมากกวา S

ง) มุม HOH (ในH2O) และมุม OCO (ในCO2) ตางก็มีคาใกลเคียงกับ 109.5 องศา

ขอใดถกูตอง 1. (ก) และ (ค) 2. (ก) และ (ข) 3. (ค) และ (ง) 4. (ข) และ (ค) (ขอ 4) ตอบ

2.13 สภาพขั้วของโมเลกุลโคเวเลนต พิจารณาพันธะของ H–Cl Cl มีคาอิเล็กโตรเนกาติวิต้ีสูงกวา H มาก จึงดูด e คูรวมพันธะไปอยูใกลตัว ทําให Cl มีประจุเปนลบนอยๆ และ H มีประจุเปนบวกนอยๆ โมเลกุลนี้จึงเปน โมเลกุลมีข้ัว

พิจารณาพันธะของ H – H อะตอม H ทั้ง 2 ตัวมีคาอิเล็กโตรเนกาติวิต้ีเทากัน แรงดึงดูด e เทากัน e คูรวมพันธะจึงอยูตรงกลาง โมเลกุลนี้จึงเปน โมเลกุลไมมีขั้ว

≥+ ≥– H Cl

N H

H H

107o

P H

H H

93.7o

S H H

92.2o


41

จะเห็นวา โมเลกุลมีขั้วจะเกิดในกรณีที่ อะตอมคูรวมพันธะมีคาอิเล็กโตรเนกาติวิต้ีตาง กัน และหากคาอิเล็กโตรเนกาติวิต้ีตางกันมาก จะทําใหโมเลกุลมีความเปนขั้วไฟฟาแรงมาก ขึ้น เชน HF มีความเปนขั้วมากกวา HCl

การทํานายวาโมเลกุลที่มีพันธะโควเวเลนตหลายๆ พันธะ จะเปนโมเลกุลมีขั้วหรือไม อาจใชหลักการหาเวกเตอรลัพธได กลาวคือ ถาเวกเตอรลัพธเปน 0 โมเลกุลจะไมมีขั้ว ถาเวกเตอรลัพธไมเปน 0 โมเลกุลจะมีขั้ว

ตัวอยางเชน BaCl2 Cl Be Cl R = 0 ไมมีขั้ว

BF3 B R = 0 ไมมีขั้ว CH4 C R = 0 ไมมีขั้ว H2O O R ⋅ 0 มีขั้ว NH3 N R ⋅ 0 มีขั้ว HCN H C ¬ N R ⋅ 0 มีขั้ว

CHCl3 C R ⋅ 0 มีขั้ว

70(En 40) สารประกอบในขอใดที่มีโมเลกุลมีขั้วทั้งหมด (ขอ 4) 1. CH4 , NH3 2. CCl4 , H2S 3. NH3 , BF3 4. CH3Cl , PH3

≥– ≥– ≥+ ≥+

– F

F F+ + +

––

H

H H+ +

+ ––

H + – –

H H+ +– –

H H+ + –

H + –

+ – + –

H

Cl Cl + +

+ –

– Cl

+ ––


42

71(En 31) ขอใดเปนโมเลกุลไมมีขั้ว 1. CO2 , CCl4 และ CH3Cl 2. CO2 , SF6 และ BCl3 3. BCl3 , NCl3 และ CCl4 4. HCN , NCl3 และ CO2 (ขอ 2) วิธีทํา

72(En 36) ธาตุ A , B , C , D , E , F และ G มีเลขอะตอมเทากับ 1 , 6 , 7 , 8 , 9 , 15 และ 17 ตามลําดับ สารประกอบในขอใดมีขั้วทุกสาร 1. A2D , GE5 , BD2 2. GE2 , FG5 , CE3 3. GE5 , CE3 , A2D 4. CE3 , A2D , BA4 (ขอ 3) วิธีทํา

73(มช 42) โมเลกุลของสารตอไปน้ี H2 , O2 , Cl2 , CO2 , H2S , PCl5 , HBr, SiH4 และ SF6 สารในขอใดมีพันธะแบบมีขั้ว แตโมเลกุลไมมีขั้ว

1. CO2 , SiH4 , PCl5 , SF6 2. H2S , HBr , CO2 , SF6 3. H2 , O2 , HBr , PCl5 4. H2 , O2 , Cl2 , SiH4 (ขอ 1) วิธีทํา

74(En 36) โมเลกุลในขอใดมีรูปรางเหมือนกันและเปนโมเลกุลมีขั้วทั้งสองโมเลกุล 1. BeCl2 , Cl2O 2. PBr3 , NI3 3. SiF4 , GeH4 4. OF2 , CO2 (ขอ 2) วิธีทํา


43

75(En 42/2) สารประกอบคูใดที่ไมไดเรียงลําดับความแรงขั้ว จากสูงไปต่ํา 1. HBr , HCl 2. H2O , H2S 3. NCl3 , BCl3 4. IF , BrCl (ขอ 4) วิธีทํา

76(En 39) ขอใดมีการเรียงสภาพมีขั้วของโมเลกุลจากนอยไปมาก 1. CO2 , NH3 , CCl4 2. HF , CH4 , BCl3 3. H2O , BeCl2 , H2S 4. BeCl2 , PBr3 , PCl3 (ขอ 4) วิธีทํา

77(มช 38) ขอใดผิด 1. BF3 มีรูปรางโมเลกุลเปนสามเหลี่ยมแบนราบ แต NH มีรูปรางโมเลกุลเปนแบบ

พีระมิดฐานสามเหลี่ยม 2. PCl5 เปนโมเลกุลไมมีขั้ว สวน PCl3 เปนโมเลกุลมีขั้ว 3. มุมระหวางพันธะ ClΚBe–Cl ใน BeCl2 เทากับ 180 องศา สวนมุมระหวาง

พันธะ HΚCΚH ใน CH4 เทากับ 109.5 องศา 4. ในโมเลกุล BI3 น้ัน มีจํานวนอิเลก็ตรอนของ อะตอมกลางดังนี ้แบบคูพันธะม ี 3 คู

แบบคูเดี่ยวม ี 1 คู (ขอ 4) วิธีทํา

78(En 40) พิจารณาขอความตอไปน้ี ก. SiH4 เปนโมเลกุลโคเวเลนตท่ีไมมีข้ัว มีรูปรางโมเลกุลเปนแบบทรงสี่หนา ข. Si F6

2Λ เปนไอออนท่ีมีรูปรางโมเลกลุเปนทรงแปดหนา อะตอมกลางมีประจุเปนลบ ค. NCl3 มีอิเล็กตรอนคูสรางพันธะ 3 คู และอิเล็กตรอนคูโดดเด่ียว 1 คู รูปราง โมเลกุลเปนแบบพีระมิดฐานสามเหลี่ยม


44

ขอใดถกูตอง 1. ก เทาน้ัน 2. ก และ ข เทาน้ัน 3. ก และ ค เทาน้ัน 4. ก , ข และ ค (ขอ 3) วิธีทํา

2.14 สมบัติของโมเลกุลโคเวเลนต โมเลกุลโคเวเลนตหรือสารประกอบโคเวเลนตมีสมบัติดังน้ี 1. มีจุดหลอมเหลว จุดเดือดตํ่า เพราะการหลอมเหลวและการเดือดทําลายเฉพาะแรงยึด

เหนี่ยวระหวางโมเลกุลและแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลมีคานอย 2. ไมนําไฟฟาทั้งในสถานะของแข็ง ของเหลวและกาซหรือเมื่อละลายน้ําอยูในสภาพสาร

ละลายสวนใหญก็ไมนําไฟฟา เพราะการละลายนํ้าของสารโคเวเลนตไมแตกตัวออก เปนไอออน ยกเวนสารโคเวเลนตที่โมเลกุลมีสภาพขั้วแรงมาก เชน HCl HBr Hi HNO3 HClO4 H2SO4 เมื่อละลายน้ํา นําไฟฟาได

3. โมเลกุลโคเวเลนตที่มีขั้วจะละลายในโมเลกุลโคเวเลนตที่มีขั้ว เชน CH3OH ละลาย น้ําได สวนโมเลกุลโคเวเลนตที่ไมมีขั้วก็จะละลายในโมเลกุลโคเวเลนตที่ไมมีขั้ว เหมือนกัน เชน กํามะถันละลายไดใน CS2 เปนตน

79(En 36) A, B และ C เปนของเหลวใส 3 ชนิด เม่ือนํา มาทดลองผสมกันจะ ไดผลดังนี ้A + C และ B + C ตางก็ไดของผสมแยกเปน 2 ชั้น A + C + น้ําสบู เขยาอยางแรงจะไดสารละลายอีมัลชัน A + B สารรวมเปนเน้ือเดียวกัน และมีอุณหภูมิสูงขึ้น

ของเหลว A , B และ C ควรจะเปนสารใด ตามลําดับ 1. นํ้า เอทานอล และคารบอนเตตระคลอไรด 2. นํ้า กรดไฮโดรคลอริก และคารบอนเตตระคลอไรด 3. น้ํามันกาด คารบอนเตตระคลอไรด และน้ํา 4. เฮกเซน กรดไฮโดรคลอริก และน้ํามันกาด (ขอ 3) วิธีทํา


45

2.15 แรงยึดเหน่ียวระหวางโมเลกุลโคเวเลนต มี 2 ประเภท คือ 1. แรงวันเดอรวาลส 2. พันธะไฮโดรเจน

1. แรงวันเดอรวาลส มี 3 ประเภท 1.1 แรงดึงดูดระหวางโมเลกุลมีข้ัว

เปนแรงดึงดูดทางประจุไฟฟา เรียกอีก อยางวา แรงไดโพล –ไดโพล

1.2 แรงดึงดูดระหวางโมเลกุลมีขั้วกับโมเลกุลไมมีขั้ว โมเลกุลมีขั้วเหนี่ยวนําใหโมเลกุลไมมีขั้วกลับกลายเปนมามีขั้วนอยๆ ทําใหเกิดแรง

ดึงดูดได เรียกแรงไดโพล–นอนไดโพล ตัวอยางเชน แรงดูดยึดของโมเลกุล O2 กับ H2O ทําให O2 ละลายลงในน้ําได 1.3 แรงดึงดูดระหวางโมเลกุลไมมีขั้ว

เกิดจาก e สั่นสะเทือนตลอดเวลา จึงอาจลําเอียงเขาใกลอะตอมขางใดขางหนึ่งทําใหกลายเปนขั้วชั่วพริบตา แตก็ทําใหเกิดแรงดึงดูดได เรียก แรงลอนดอน

2. พันธะไฮโดรเจน เกิดกับพันธะที่มีความเปนขั้วสูงมากๆ ไดแก พันธะของ H–F , H–O , H–N

พันธะนึ้ไปอยูในสารประกอบใดๆ จะทําใหโมเลกุลนั้นมีแรงดูดยึดกับโมเลกุลขางๆ แรง ดึงดูดระหวางโมเลกุลแบบนี ้เรียก พันธะไฮโดรเจน

รูปพนัธะไฮโดรเจนในโมเลกุล HF H2O และ NH3

ตัวอยางสารท่ีเกิดพันธะไฮโดรเจนได เชน HF , H2O , NH3 , CH3OH , HCOOC

+ – + –

+

–


46

ผลของพันธะไฮโดรเจนตอสมบัติของสาร 1. สารท่ีมีพันธะไฮโดรเจนจะมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงกวาสารอ่ืนๆ ที่มวลโมเลกุล

เทากันหรือใกลเคียงกันมาก 2. ทําใหสารบางอยางละลายกันได เชน เมทานอล(CH3OH) กรดแอซีติก(CH3COOH)

น้ําตาลสามารถละลายน้ําได เพราะเกิดพนัธะไฮโดรเจนกับนํ้า 3. ทําใหโครงสรางของนํ้าแข็งเปนโพรงและมีความหนาแนนตํ่ากวานํ้า 4. พันธะไฮโดรเจนมีผลตอกระบวนการเมตาบอลิซึมในรางกาย และชวยทําใหโปรตีน

และ DNA มีโครงสรางตางๆ ได

เปรียบเทียบแรงดึงดูด แรงวันเดอรวาสล : พันธะไฮโดรเจน : พันธะโคเวเลนท

1 : 10 : 100

80(มช 31) A , B , C และ D เปนสารที่มีมวลโมเลกุลใกลเคียงกัน จุดหลอมเหลว และ จุด เดือดของ A , B , C ใกลเคียงกัน แต D มีคาสูงกวาทุกตัว D ควรจะเปนสารตัวใด

ก. CH4 ข. HF ค. N2 ง. Ne (ขอ ข) วิธีทํา

81(En 37) สารประกอบ 2 ชนิดในขอใดท่ีแรงยึดเหน่ียว ระหวางโมเลกุลมีคามากที่สุด 1. HF , CCl4 2. HCl , SiH4 3. CH4 , PH3 4. NH3 , HF (ขอ 4)

2 3 4 5

–200

–100

0

100

CH4

SiH4

GeH4

SnH4

HI AsH3

PH3

NH3

HF

HCl HBr

SbH3

H2te

H2Se

H2S

H2O

เลขที่คาบ


47

82(En 41/2) พิจารณาความแตกตางระหวางจุดเดือดของสารประกอบของไฮโดรเจนกับธาตุหมู VII ซึ่งมีลําดับดังนี้ HF ∴ HCl Ζ HBr Ζ HI ทําไม HCl จึงมีจุดเดือดตํ่าท่ีสุด (ขอ 4)

1. เพราะ HCl มีแรงลอนดอนตํ่าสุด 2. เพราะ HCl มีแรงลอนดอนสูงสุด 3. เพราะ HCl มีแรงแวนเดอรวาลสตํ่าสุด 4. เพราะ HCl ไมเกิดพันธะไฮโดรเจน


83(En 42/1) กําหนดสมบัติของสารประกอบ A B C และ D ดังน้ี ก. A C และ D ละลายน้ํา ข. B C และ D เปนสารประกอบโคเวเลนต

ค. B เปนโมเลกุลไมมีขั้ว ง. D เกิดพันธะไฮโดรเจนกับนํ้า การเรียงลําดับจุดเดือดขอใดถูกตอง 1. A ∴ B ∴ C ∴ D 2. A ∴ C ∴ B ∴ D 3. A ∴ D ∴ C ∴ B 4. D ∴ A ∴ C ∴ B (ขอ 4) วิธีทํา

84(มช 36) ขอใดมีลําดับของความแรงของแรงยึดเหน่ียว ระหวางโมเลกุลจากมากไปหานอย 1. H2O , HF , NH3 , H2S 2. HF , H2O , NH3 , H2S 3. H2O , HF , H2S , NH3 4. HF , H2O , H2S , NH3 (ขอ 1)


85(มช 33) ผลรวมของจุดเดือดของสารในขอใดนาจะมีคามากที่สุด ก. Cl2O , HCl , HI ข. F2O , HCl , HBr ค. Cl2O , HF , HI ง. F2O , HBr , HCl (ขอ ค) วิธีทํา


48

86(มช 39) สารประกอบของคารบอนตอไปน้ี สารใดมีจุด เดือดตํ่าสุด 1. HCOOH 2. CH3CH2OH 3. CH3CH2COOH 4. CH3CH2CH3 (ขอ 4) วิธีทํา

87(มช 34) กําหนดจุดเดือดของสารประกอบเปนดังน้ี

สารประกอบ H2O H2S H2Se H2Te จุดเดือด oC + 100 –61 –42 –2

อิทธิพลที่ทําให H2Te มีจุดเดือดสูงกวา H2Se และ H2S คืออะไร (มวลโมเลกุล) วิธีทํา

88(En 36) พิจารณาขอความตอไปน้ี (ก) H2O มีจุดเดือดสูงกวา H2S (ข) H2O มีมวลนอยกวา H2S (ค) H2O มีพันธะไฮโดรเจนยึดเหน่ียวระหวางโมเลกุลแข็งแรง (ง) HCl มีจุดเดือดตํ่ากวา HBr (จ) HCl มีมวลนอยกวา HBr ขอสรุปใดตอไปน้ีไมเปนเหตุผลท่ีถูกตอง (ขอ 1) 1. (ก) เน่ืองจาก (ข) 2. (ง) เน่ืองจาก (จ) 3. (ก) เพราะ (ค) 4. (ก) แต (ง) ทั้ง ๆ ที ่(ข) และ (จ)



49

89(En 35) แรงยึดเหน่ียวระหวางโมเลกุล Br2 , S8 , O2 และแกรไฟตจะมีคาเรียงลําดับดังนี้ 1. Br2 ∴ S8 ∴ O2 ∴ แกรไฟต 2. S8 ∴ Br2 ∴ O2 ∴ แกรไฟต 3. แกรไฟต ∴ Br2 ∴ S8 ∴ O2 4. แกรไฟต ∴ S8 ∴ Br2 ∴ O2 (ขอ 4) วิธีทํา

90(En 41/2) จากการศึกษาไอของสารประกอบชนิดหนึ่งพบ วาประกอบดวยโมเลกุลเทานั้น ขอสรุปใดผิด

1. สารละลายของสารนี้ในน้ํา ประกอบดวยไอออนบวกและไอออนลบ 2. สารน้ีเปนสารประกอบโคเวเลนต 3. เมื่อสารนี้กลายเปนไอ แรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลถูกทําลาย 4. เมื่อสารนี้กลายเปนไอ แรงยึดเหนี่ยวภายในโมเลกุลถูกทําลาย (ขอ 4) วิธีทํา

91(En 40) สมบัติในขอใด ไมจัดวาเปนสมบัติของธาตุทั้งคู (ขอ 4) 1. ขนาดอะตอม อิเล็กโทรเนกาติวิตี 2. จุดเดือดΚจุดหลอมเหลว สภาพขั้ว 3. อิเล็กโทรเนกาติวิตี พลังงานไอออไนเซชัน 4. สภาพขั้ว ความเปนกรด-เบส วิธีทํา 92(En 32) จากการศึกษาสมบัติของสาร M , N , O , P พบวา ก. P เปนสารไอออนิก ข. M เปนสารไมมีขั้ว ค. N , O , P เปนสารมีขั้ว ง. M , N , O เปนสารโคเวเลนต จ. N เปนสารท่ีมีพันธะไฮโดรเจนระหวางโมเลกุล ขอใดเปนการเรียงลําดับจุดเดือดจากสูงไปตํ่า 1. P ∴ N ∴ O ∴ M 2. P ∴ M ∴ N ∴ O 3. N ∴ P ∴ M ∴ O 4. M ∴ P ∴ N ∴ O (ขอ 1) วิธีทํา


50

2.16 สารโครงรางผลึกตาขาย เพชร โครงสรางของเพชรน้ัน อะตอมคารบอน

1 อะตอม จะเกิดพันธะโคเวเลนทกับอะตอม คารบอนขางๆ 4 อะตอมโดยรอบ การเกิด พันธะของคารบอนอะตอมรอบๆ จะกระจาย ออกไปโดยรอบเร่ือยๆ กลายเปนครงรางผลึก ตาขายที่มีความแข็งแรงมาก

แกรไฟต ในโครงสรางแกรไฟต อะตอมคารบอน 1 อะตอม เกิดพันธะโคเวเลนทกับคารบอน อะตอมรอบๆ 3 อะตอม ในลักษณะ 2 มิติ สานกันเปนแผนโครงรางผลึกซอนกันหลายๆ แผน ทําใหแกรไฟตมีความเปราะบาง แตก ออกเปนแผนได และ e ที่เหลือ 1 ตัว จะวิ่ง อยูระหวางแผนสงผลใหแกรไฟตสามารถนํา ไฟฟาไดในแนวระหวางแผนนี ้

ซ ิลิคอนไดออกไซด (SiO2) หรือ ซิลิกา ซิลิคอนไดออกไซดเปนผลึกโคเวเลนตมีโครง

สรางเปนผลึกรางตาขาย อะตอมของซิลิคอน จัดเรียงตัวเหมือนกับคารบอนในเพชร แตมี ออกซิเจนค่ันอยูระหวางอะตอมของซิลิคอน แตละคู ผลึกซิลิคอนไดออกไซดจึงมีจุดหลอม เหลวสูงถงึ 1730oC และมีความแข็งสูง ใน ธรรมชาติพบซิลิคอนไดออกไซดไดหลายรูป เชน ควอตซ ไตรดีไมต และคริสโตบาไลต ใชเปนวัตถุดิบในการทําแกว ทําสวน ประกอบของนาฬิกาควอตซ ใยแกวนําแสง (optical fiber) แบบจําลองโครงสราง ของ SiO2 แสดงไดดังรูปสารประกอบชนิดอ่ืน ๆ ของซิลิคอนท่ีมีโครงสรางเปนโครง ผลึกรางตาขาย ไดแก ซิลิคอนคารไบด (SiC) หรือคารโบรันดัม มีจุดหลอมเหลวสูง ถึง 2700oC และมีความแข็งมาก ใชทําเคร่ืองบด เคร่ืองโม หินลับมีด


51

93(En 40) ขอใดไมใชสารประกอบไอออนิกท้ังหมด (ขอ 2) 1. KBr , K2S 2. SrCl2 , SiC 3. MgO , Na2S 4. BaCl2 , KBr วิธีทํา

94(En 38) ชุดสารในขอใดมีสารไอออนิกสารเดียวเทาน้ัน 1. CCl4 BeCl2 PF3 Li2O 2. CS2 NaCl CoCl2 PCl5 3. C2H6 LiF HCN BaO 4. NH4Cl C2H4 KCN PCl3 (ขอ 1) วิธีทํา

95(มช 31) อัตราสวนของธาตุท่ีรวมกันเปนสารประกอบ = 1 Ξ 1 แลว สารน้ันอาจเปนธาตุหมู ใดกับหมูใด

ก. I กับ VI หรือ I กับ VII ข. II กับ VI หรือ II กับ VII ค. I กับ VII หรือ II กับ VI ง. I กับ VI หรือ II กับ VIII (ขอ ค) วิธีทํา

96(En 41) ถา X และ Y แทนธาตุซึ่งมีเลขอะตอม 9 และ 20 ตามลําดับ สารประกอบ ระหวางธาตุทั้งสองจะมี พันธะชนิดใด และมีสูตรเปนอยางไร (ขอ 3)

ชนิดของพันธะ สูตร 1. โคเวเลนต Y2X 2. ไอออนิก Y2X 3. ไอออนิก YX2 4. โคเวเลนต YX2



52

97(En 35) เม่ือ H2O(g) ทําปฏิกิริยากับ CO2(g) ผลิตภัณฑที่ไดจะมีพันธะชนิดใดไดบาง 1. พันธะโคเวเลนต 2. พันธะไอออนิก 3. พันธะโคเวเลนตและพนัธะไอออนิก 4. พันธะโคเวเลนตและพันธะไฮโดรเจน (ขอ 1) วิธีทํา

98(En 34) สารประกอบซลัไฟดของธาตุ A , B และ C ซ่ึงมีเลขอะตอม 5 , 15 และ 20 ตามลําดับ ควรจะมีสูตรอยางไรตามลําดับ

1. A2S3 , B2S5 , CS2 2. A2S3 , B2S5 , CS 3. AS , B2S3 , C2S 4. AS , B2S5 , CS (ขอ 2) วิธีทํา

99(En 41) X , Y และ Z มีเลขอะตอม 9 , 15 และ 19 ตามลําดับ สารประกอบคลอไรดของ ธาตุเหลานี้ควรมีสูตรอยางไร

1. XCl2 , YCl , ZCl4 2. XCl4 , YCl3 , ZCl2 3. XCl3 , YCl2 , ZCl3 4. XCl , YCl5 , ZCl (ขอ 4) วิธีทํา

100(มช 34) ออกไซดของธาต ุ X มีสูตร X2O ละลายน้ําให สารละลายที่เปนเบส ธาตุ X

ควรอยูในหมูใด และควรมีสูตรโบรไมดอยางไร ก. หมู IA , XBr ข. หมู IIA , Xbr2 ค. หมู IIIA , XBr3 ง. หมู IVA , Xbr4 (ขอ ก) วิธีทํา


53

101(En 38) ออกไซดของธาต ุ X และ Y มีสมบัติบางประการดังน้ี ออกไซด จุดหลอมเหลว ความเปนกรด–เบสของสารละลายในน้ํา

XO2 Y2O

ต่ํากวา 0oC สูงกวา 1,000oC

กรด เบส

ธาตุในขอใดมีโอกาสที่จะเปน X และ Y ตามลําดับ (ขอ 2) 1. C และ Cl 2. C และ Na 3. S และ Cl 4. S และ Be


102(En 32) ธาตุ X มีเลขมวล 39 มีระดับพลังงานสูงที่สุด คือ n = 4 และรวมกับธาตุหมู 7 ไดสารประกอบไอออนิกในอัตราสวน 1 Ξ 1 ธาตุ Y มีเลขอะตอม 15 และรวมกับธาตุหมู 7 ไดสารประกอบไอออนิกในอัตราสวน 1 Ξ 3 และ 1 Ξ 5 สัญลักษณนิวเคลียรของธาตุ X และ Y คือขอใด (ขอ 2)


103(En 38) ธาตุ X อยูในคาบเดียวกับแมกนีเซียมและอยูในหมูเดียวกับแฮโลเจน สารประกอบ ของ X อาจมีสมบัติตอไปน้ี

ก. ถา X เกดิสารประกอบออกไซดได จะมีสูตรเปน X2O ข. สารละลายของออกไซดของ X มีสมบัติเปนเบสมากกวา MgO ค. สารละลายของสารประกอบระหวาง X กับไฮโดรเจนมีสมบัติเปนกรด ขอใดถูก 1. ก และ ข เทาน้ัน 2. ข และ ค เทาน้ัน 3. ก และ ค เทาน้ัน 4. ก , ข และ ค (ขอ 3) วิธีทํา


54

104(En 31) ธาตุ A และ B อยูในคาบเดียวกันของตารางธาต ุมีสมบัติบางประการดังน้ี A B สถานะท่ีอุณหภูมิหอง ของแข็ง ของแข็ง ความสามารถในการสรางพันธะโคเวเลนต ดีมาก ไมมี การเปล่ียนแปลงเม่ือใสลงนํ้า ไมละลายไมเกิดฏิกิริยา เกิดปฏิกิริยารุนแรงเกิดกาซ ขอสรุปใดถูก 1. ธาตุ A เปนโลหะ 2. ธาตุ B เปนอโลหะ 3. ธาตุ A มีอิเลกโตรเนกาติวิตีตํ่ากวา B 4. สารประกอบระหวางธาต ุ A กับธาต ุ B ควรเปนสารประกอบไอออนิก (ขอ 4) วิธีทํา

105(มช 40) ธาตุ A เปนอโลหะที่มีเลขออกซิเดชันหลายคา คือ +1 , +2 , +3 , +4 , +5 และ สามารถทําปฏิกิริยากับ O2 เกดิเปนออกไซด ไดสัดสวนที่แตกตางกันหลายแบบ เชน

AO , AO2 , A2O เปนตน สารประกอบ AH3 มีรูปรางโมเลกุลเปนรูปทรงเหลี่ยมสี่หนา ธาตุ A คือ (ขอ 4) 1. S 2. Cl 3. P 4. N


⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦

ตอน 3 พันธะโลหะ

อะตอมของโลหะมีคาอิเล็กโตรเนกาติวิต้ีตํ่าจึงไมหวงแหน e ทําให e วิ่งไปมาระหวาง อะตอมใกลเคียงได e จึงสงแรงดึงดูดกับโปรตรอนใกลเคียงกลายเปนแรงดูดยึดระหวาง อะตอม เรียกวา พันธะโลหะ ซึ่งมีความแข็งแรงมาก

สมบัติของสารท่ีมีพันธะโลหะ 1) นําไฟฟาไดด ี เพราะมีอิเลคตรอนอิสระอยูจึงทําใหนําไฟฟาได 2) นําความรอนไดด ี อิเลคตรอนอิสระท่ีมีสามารถนําความรอนไดดวย

3) โลหะสามารถตีเปนแผนหรือดึงใหหลุดออกจากกันได เพราะอิออนบวกสามารถเลื่อนไถล ผานกันไดโดยไมหลุดจาก กัน เพราะมีอิเลคตรอนคอยยึดอิออนบวกเหลาน้ีไวดวยกัน


55

4) โลหะมีผิวมันเปนวาว อิเลคตรอนอิสระสามารถรับ และ กระจายแสงมาได 5) โลหะมีจุดหลอมเหลวสูง เพราะพันธะโลหะมีความแข็งแรงมาก

สารโคเวเลนต ชนิด

สมบัต ิ ไมมีขั้ว มีข้ัว สาร ไอออนิก

สารโครงผลึก รางตาขาย

โลหะ

1. สถานะ ที่ภาวะปกต ิ

มีท้ังกาซของเหลว และ ของแข็ง

มีท้ังกาซ ของเหลว และของแข็ง

ของแข็ง

ของแข็ง

ของแข็ง ยกเวนปรอท

2. ความเหนียว

เปราะ (ของแข็ง)

เปราะ (ของแข็ง)

เปราะ

เปราะ

เหนียว

3. จุดหลอมเหลวและจุดเดือด

ตํ่า

ตํ่า

สูง

สูง

สูง

4. การนําไฟฟา

ไมนําไฟฟา ไมนําไฟฟา ไมนําไฟฟาแตหลอมเหลวนําไฟฟาได

มีท้ังนําไฟฟาไดดีคือแกรไฟต นําไฟฟาไดบาง เชน ซิลิคอน และไมนําไฟฟา เชน เพชร

นําไฟฟาไดยกเวน สถานะกาซ (ไอ)

5. การละลายน้ําและการนําไฟฟาของสารละลาย

ไมละลายนํ้า ละลายนํ้าไดแตสารละลายสวนใหญไมนําไฟฟา

มีท้ังละลายนํ้าไดและไมละลายนํ้า สารละลายน้ําไฟฟาได

ไมละลายนํ้า ไมละลายนํ้าแตโลหะบางชนิดทําปฏิกิริยากับนํ้า เชน โลหะหมู IA สารละลายที่ไดนําไฟฟาได


56

106(En 32) ตารางตอไปนี้แสดงสมบัติบางประการของสารประกอบธาตุคูบางชนิด ขอมูลใน ขอใดถูกตองที่สุด (ขอ 4)

ธาตุองคประกอบ อัตราสวนจํานวนอะตอม จุดหลอมเหลวและจุดเดือด

การนํา ไฟฟา

1. 2. 3. 4.

หมู I กับหมู VII H กับหมู VI หมู II กับหมู VI หมู VI กับหมู VII

1 : 1 1 : 1 1 : 3 1 : 2

ตํ่า ตํ่า สูง ตํ่า

นําไฟฟาเมื่อหลอมเหลว ไมนําไฟฟา

นําไฟฟาเมื่อหลอมเหลว ไมนําไฟฟา

วิธีทํา 107(En 33) สารประกอบท่ีเกิดจาก a , b , c ในขอที่ผานมา มีสมบัติตรงกับขอใด (ขอ 3)

ละลายน้ําไดดีที่สุด นําไฟฟาไดดีที่สุด จุดเดือดต่ําที่สุด 1. 2. 3. 4.

a กับ b a กับ c b กับ c a กับ b

a กับ c b กับ c a กับ b b กับ c

b กับ c a กับ b a กับ c a กับ c


108(มช 43) พิจารณาขอมูลในตารางตอไปน้ี จุดหลอม การนําไฟฟา การ สาร เหลว (oC) ในสถานะของแข็ง ในสถานะของเหลว ละลาย

ในน้ํา A 681 ไมนํา นํา ละลาย B 1085 นํา นํา ไมละลาย C 192 ไมนํา ไมนํา ละลาย

สาร A B และ C ควรเปนสารประเภทใด 1. A คือสารไอออนิก B คือโลหะ C คือสารโคเวเลนท 2. A คือสารโคเวเลนท B คือโลหะ C คือสารไอออนิก 3. A และ B คือสารไอออนิก C คือสารโคเวเลนท 4. A. และ C คือสารโคเวเลนท B คือสารไอออนิก (ขอ 1)


57

109(En 34) สารตัวอยาง 3 ชนิด เปนของแข็งท้ังหมดมีสมบัติดังตอไปน้ี ชนิด

การนําไฟฟา การนําไฟฟา เม่ือหลอมเหลว

จุดหลอมเหลว (oC) จุดเดือด (oC)

P Q R

ไมนํา ไมนํา นํา

นํา ไมนํา

ไมไดทดสอบ

890 89 1400

900 210

2850

ขอใดเปนขอสรุปที่ถูกตองของสาร P , Q และ R 1. P ควรเปนสารประกอบอิออนิก Q ควรเปนสารประกอบโคเวเลนต R ควรเปนโลหะ 2. P และ R ควรเปนโลหะ สวน Q เปนสารประกอบโคเวเลนต 3. P และ R ควรเปนโลหะ สวน Q เปนอโลหะ 4. P และ Q ควรเปนอโลหะ สวน R เปนโลหะ (ขอ 1) วิธีทํา

110(มช 41) พิจารณา สารตัวอยางซึ่งเปนของแข็งทั้งหมด มีผลการทดสอบตามตารางตอไปน้ี

ทดสอบ จดุหลอมเหลว จุดเดือด การนําไฟฟาเมื่อเปน สารตัวอยาง (oC) (oC) ของแข็ง ของเหลว

A B C

1,310 801 80.5

2,850 1,413 218

นํา ไมนํา ไมนํา

นํา นํา ไมนํา

ขอสรุปที่ไมถูกตองคือ (ขอ 2) 1. สาร A , B และ C มีพันธะโลหะ พันธะไอออนิก และพนัธะโคเวเลนต ตามลําดับ 2. สาร A และสาร B ขณะหลอมเหลว ตางก็สามารถใหผลผลิตที่แอโนดและแคโทดได

เม่ือทําอิเล็กโทรลิซิส 3. B เปนสารไอออนิกเพยีงสารเดียว 4. C มีจุดเดือดตํ่ากวาของ A และ B แสดงวา C เปนสารตางชนิดกับ A และ B วิธีทํา

⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦

Documents

c02.pdf