เอกสารติวเข้มเคมี หาดใหญ่

วชิ าเคมี อาจารยเดอื นเพ็ญ ฉายทองดี

PE RFECT CHEM CHEMISTRY พนั ธะเคมี BY P’ PAI www.phaiperfectchem.com www.facebook.com/Phaiperfectchem/ PERFECT CHEM0

พันธะไอออนกิ แรงยดึ เหน่ยี วทางเคมี แบง่ ได้ 2 ประเภท 1) แรงยึดเหนย่ี วภายในโมเลกลุ เปน็ แรงยึดเหนย่ี วของอะตอมค่หู น่งึ ๆในโมเลกุลไวด้ ว้ ยกนั ซึ่งแบง่ เปน็ พนั ธะไอออนิก พันธะโคเวเลนต์ และ พันธะโลหะ พันธะไอออนกิ Tb Tf สงู โดยท่ัวไป โลหะ + อโลหะ IE1, EN ตา่ํ IE1, EN สงู พนั ธะเคมี พนั ธะโคเวเลนต์ Tb Tf ต่าํ โดยท่วั ไป อโลหะ + อโลหะ พนั ธะโลหะ Tb Tf สงู มาก IE1, EN สูง IE1, EN สูง โลหะ Tb = จุดเดือด, Tf = จดุ เยอื กแขง็ 2) แรงยึดเหนยี่ วระหวา่ งโมเลกลุ เปน็ แรงยึดเหน่ยี วทเ่ี กดิ ขึน้ ระหว่างโมเลกุล ซึง่ อาจเป็น โมเลกลุ ชนดิ เดยี วกนั หรอื ตา่ งชนดิ กันแบง่ เปน็ แรงลอนดอน แรงดงึ ดดู ระหว่างขั้ว และพนั ธะไฮโดรเจน 1. โครงสร้างสารประกอบไอออนกิ สารประกอบไอออนิกมโี ครงสร้างแนน่ อนประกอบดว้ ยไอออนบวกและไอออนลบเรียงสลับ อยา่ งมีระเบยี บ โดยไอออนตา่ งชนิดกันจะดูดเขา้ มาใกล้กนั มากสุด ส่วนไอออนชนดิ เดยี วกนั จะผลัก ใหห้ า่ งมากทสี่ ดุ เทา่ ทเี่ ป็นไปได้ โดยไอออนทห่ี ้อมล้อมไอออนอนื่ วา่ จะมจี ํานวนเทา่ ใดขนึ้ อยกู่ บั ขนาด ของไอออนบวกและไอออนลบทง้ั สองชนิดเป็นสําคัญ และสดั สว่ นของไออออนบวกต่อไอออนลบใน สารประกอบ เราเรียก จํานวนไอออนท่หี ้อมลอ้ มไอออนอน่ื ว่าเลขโคออดิเนชนั นัมเบอร์ (Coordination number) โครงสร้างไอออนกิ ข้อมลู โซเดยี มคลอไรด์ (NaCl) เลขโคออดเิ นชนั นัมเบอร์ 6 : 6 แทน Cl- แทน Na+ (ไอออนลบแต่ละตวั จะถูกไอออนบวก ล้อมรอบ 6 ไอออน และไอออนบวกแตล่ ะตวั ก็จะถกู ไอออนลบ ลอ้ มรอบ 6 ไอออนเชน่ กนั ) ตัวอยา่ ง NaF, NaBr, NaI, KBr, KCl, KI, MgO, MgS, CaO, CaS, PbS, CdO, AgCl, MnS, MnO, NH4I WWW .PHAIPERFECTCHEM.COM 1

PE RFECT CHEM ซีเซยี มคลอไรด์ (CsCl) เลขโคออดเิ นชนั นัมเบอร์ 8 : 8 แทน Cl- (ไอออนลบแตล่ ะตัวจะถูกไอออนบวกลอ้ มรอบ 8 แทน Cs+ ไอออน และไอออนบวกแตล่ ะตัวก็จะถกู ไอออนลบ ลอ้ มรอบ 8 ไอออนเช่นกนั ) ตวั อย่าง CsCl, CsI, NH4Cl แคลเซยี มฟลอู อไรด์ (CaF2) เลขโคออดเิ นชนั นัมเบอร์ 4 : 8 (ไอออนลบแตล่ ะตัวจะถูกไอออนบวกลอ้ มรอบ 4 แทน F- ไอออน และไอออนบวกแต่ละตัวกจ็ ะถกู ไอออนลบ แทน Ca2+ ล้อมรอบ 8 ไอออน) ตวั อย่าง SrF2, SrCl2, SrF2, BaCl2, CdF2, PbF2, ZrO2, HfO2 ซงิ คซ์ ัลไฟด์ (ZnS) เลขโคออดิเนชนั นมั เบอร์ 4 : 4 แทน Zn2+ (ไอออนลบแตล่ ะตวั จะถกู ไอออนบวกล้อมรอบ 4 ไอออน และไอออนบวกแตล่ ะตวั กจ็ ะถกู ไอออนลบ แทน S2- ลอ้ มรอบ 4 ไอออน) ตัวอยา่ ง CuCl, BeS, CuBr, CdS, AgI, HgS สารประกอบไอออนกิ ไม่มีสตู รโมเลกลุ โดยอัตรากสาร่วเนขอียนยส่างตู ตรไ่าํ อขออองนจิกาํ จนึงวในชส้ไอูตรอเออมนพบิรวิคกัลกแับทไนอออนลบ จะเป็นสตู รสารประกอบไอออนิกนั้นๆ 1. โครงสร้างผลกึ ของสารประกอบไอออนกิ ชนดิ หนงึ่ มี X เปน็ ไอออนบวก และ Y เปน็ ไอออนลบ พบว่ามี Y ล้อมรอบแตล่ ะ X อยู่ 4 ไอออน และมี X ล้อมรอบแต่ละ Y อยู่ 2 ไอออน ข้อใดเป็นประจุของ X และ Y ตามลาํ ดับ (สามญั 2555) 1. +1 และ -1 2. +2 และ -4 3. +3 และ -2 4. +1 และ -2 5. +4 และ -2 2 PERFECT CHEM

2. พจิ ารณาโครงสรา้ งของสารประกอบไอออนิก Na2O ดงั รปู (สามัญ 2559) จํานวนไอออนทล่ี อ้ มรอบ Na+ และ O2- และ ค่าอัตราสว่ นอย่างต่ําของ Na+ : O2- เปน็ ไปตามข้อใด กำหนด ลกู กลมสีขาวแทน Na+, สดี าํ แทน O2- จํานวนไอออนท่ี อตั ราส่วนอยา่ งตา่ํ ล้อมรอบ Na+ และ O2- ของ Na+ : O2- 1. 4 และ 4 1:1 2. 4 และ 8 1:2 3. 4 และ 8 2:1 4. 8 และ 4 1:2 5. 8 และ 4 2:1 3. พจิ ารณาโครงสรา้ งของสารประกอบออกไซดข์ องธาตุสมมติ A, B, C และ D ซง่ึ เป็นธาตุ ในคาบท่ี 3 ในตารางตอ่ ไปน้ี (PAT 2 ตุลาคม 2555) ออกไซดข์ องธาตุ รายละเอียดของโครงสร้าง A A แต่ละตวั มี O ล้อมรอบ 4 ตัว และ O แตล่ ะตวั มี A ลอ้ มรอบ 2 ตวั B B แตล่ ะตวั มี O ลอ้ มรอบ 6 ตัว และ O แต่ละตัวมี B ลอ้ มรอบ 4 ตวั C C แต่ละตวั มี O ล้อมรอบ 4 ตัว และ O แตล่ ะตัวมี C ล้อมรอบ 8 ตัว D D แตล่ ะตวั มี O ล้อมรอบ 6 ตัว และ O แต่ละตัวมี D ล้อมรอบ 6 ตัว หมายเหตุ มีธาตุ 3 ตวั เป็นโลหะ และธาตุ 1 ตัวเปน็ กง่ึ โลหะ จากขอ้ มลู ในตารางขอ้ ใดถูก 1. ขนาดของ A > B > C > D 2. ความสามารถในการรับอเิ ล็กตรอนของ A > B > C > D 3. ค่าพลงั งานไอออไนเซชนั อนั ดับ 1 ของ D > C > B > A 4. เลขออกซิเดชันของ A, B, C และ D ในสารประกอบออกไซดเ์ หล่านี้เป็น +2, +3, +4 และ +1 ตามลําดบั WWW .PHAIPERFECTCHEM.COM 3

PE RFECT CHEM 2. พลงั งานกับการเกิดสารประกอบไอออนกิ วฎั จักรบอร์น-ฮาร์เบอร์ ตง้ั สมมตฐิ านการเกิดพนั ธะไอออนกิ มี 5 ขั้นตอน ตัวอย่าง การเกิดสารประกอบโซเดยี มคลอไรด์ (NaCl) ประกอบดว้ ย 5 ขน้ั ตอนดงั น้ี ขนั้ ที่ สมการ ชอ่ื พลงั งาน พลงั งาน 1 Na(s) à Na(g) พลงั งานการระเหดิ ΔH1 = + 2 N!! aC(lg2()gà) àNaC+l((gg)) + e- พลังงาน (การสลาย) พันธะ ΔH2 = + 3 พลงั งานไอออไนเซชนั (IE) ΔH3 = + 4 Cl(g) + e- à Cl-(g) สัมพรรคภาพอเิ ลก็ ตรอน (EA) ΔH4 = - 5 Na+(g) + Cl-(g) à NaCl(s) พลังงานโครงผลกึ หรือพลังงานแลตทซิ ΔH5 = - รวม Na(s) + ! Cl2(g) à NaCl(s) ΔHf = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 + ΔH4 + ΔH5 ! 1. พิจารณาปฏกิ ิริยา Ca(s) + ½O2(g) à CaO(s) พลังงานในขอ้ ใดไมเ่ กย่ี วขอ้ งกบั ปฏกิ ริ ิยานี้ (PAT 2 มี.ค. 2557) 1. พลังงานแลตทซิ 2. พลงั งานการระเหดิ ของ Ca 3. พลงั งานไอออไนเซชันของธาตอุ อกซเิ จน 4. พลังงานการสลายพนั ธะของธาตอุ อกซเิ จน 2. การเกิดสารประกอบ Na2O เกี่ยวข้องกบั พลังงานในข้นั ตอนตา่ งๆดังน้ี (PAT 2 พ.ย. 2557) (I) Na(s) à Na(g) ΔH = E1 kJ (II) Na(g) à Na+(g) + e- ΔH = E2 kJ ΔH = E3 kJ (III) OO(2g(g))+à2e2-Oà(gO) 2-(g) ΔH = E4 kJ (IV) ΔH = E5 kJ (V) 2Na+(g) + O2-(g) à Na2O(s) จากข้อมูลนี้ ขอ้ ใดผดิ 1. E2 มคี ่ามากกวา่ IE1 ของ 19K 2. ขน้ั ที่ (IV) และ (V) เป็นขนั้ ตอนท่ีคายพลังงาน 3. ขน้ั ท่ี (I), (II) และ (III) เปน็ ขัน้ ตอนท่ีดดู พลังงาน 4. พลงั งานแลตทิซมคี ่าเท่ากบั E1 + 2E2 + E3/2 + E4 + E5 4 PERFECT CHEM

3. ธาตุชนดิ หนึง่ (M) เป็นแกส๊ ท่อี ุณหภมู หิ อ้ ง เกิดปฏิกริ ิยากบั ฟลอู อรีนไดส้ ารประกอบ MF2 เป็นผลึกสีขาว พจิ ารณาขอ้ มูลต่อไปนี้ (สามญั 2559) M(g) + F2(g) à MF2(s) ΔH1 = – 108 kJ/mol M(g) à M+(g) + e- ΔH2 = 1177 kJ/mol ΔH3 = 2036 kJ/mol M+(g) à M2+(g) + e- F2(g) à 2F(g) ΔH4 = 159 kJ/mol F(g) + e- à F-(g) ΔH5 = – 333 kJ/mol ถ้า MF2 เปน็ สารประกอบไอออนกิ พลงั งานแลตทิซของสารนจ้ี ะมีคา่ ก่ีกิโลจูลต่อโมล 1. 778 2. 1031.5 3. 1637 4. 2814 5. 3147 4. พิจารณาวฏั จักร Born-Harber สําหรับการเกดิ เฮไลด์ของธาตสุ มมติ A (AXn) (PAT 2 เม.ย. 2557) a. X2(s) à X2(l) ΔH1 b. X2(l) à X2(g) ΔH2 c. X2(g) à 2X(g) ΔH3 d. X(g) + e- à X-(g) ΔH4 e. A(s) à A(g) ΔH5 f. A(g) à An+(g) + ne- ΔH6 g. An+(g) + nX-(g) à AXn(s) ΔH7 ถ้าพบวา่ A(s) + X! à AXn(s) มคี ่า ΔH = ΔH2 + ΔH3 + 2ΔH4 + ΔH5 + ΔH6 + ΔH7 !2 สารประกอบ AXn ควรเป็นข้อใด 1. CaCl2 2. CaBr2 3. AlCl3 4. AlBr3 WWW .PHAIPERFECTCHEM.COM 5

PE RFECT CHEM พนั ธะโคเวเลนต์ 1. การเลือกอะตอมกลาง หลกั ธาตทุ เ่ี ปน็ อะตอมกลาง จะเปน็ ธาตุที่มี EN ตาํ่ สดุ หรือมีแขนพันธะมากสุด หมู่ 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A ประจุ +1 +2 +3 ±4 -3 -2 -1 สาร อะตอมกลาง สาร อะตอมกลาง สาร อะตอมกลาง CO2 NO2 SOCl2 2. รปู ร่างโมเลกลุ โคเวเลนต์ A = อะตอมกลาง X = อะตอมปลาย E = อิเลก็ ตรอนคู่โดดเด่ียว รูปรา่ งโมเลกลุ รปู รา่ งโมเลกุล รปู รา่ งโมเลกลุ AX2 เสน้ ตรง AX3 สามเหลีย่ มแบนราบ AX2E มุมงอ (ตวั วี) AX4 ทรงสหี่ น้า พรี ะมดิ ฐาAนXส3Eามเหล่ียม AX2E2 มุมงอ (ตวั ว)ี พรี ะมิดคฐู่ AานXส5 ามเหล่ียม AX4E (Seesaw) AX3E2 ตวั ที ทรงสห่ี นา้ ทีบ่ ดิ เบีย้ ว AX2E3 เส้นตรง AX6 ทรงแปดหน้า พรี ะมดิ AฐาXน5Eสเี่ หลย่ี ม AX4E2 สเี่ หลี่ยมแบนราบ PERFECT CHEM 6

วิธเี จ้ไผ่ “วิธี Transformers” π e- โดดเดีย่ ว = อะตหอ มมู่กลาง – แขน รอบอะตอมกลาง อะตอมปลาย ซ้อมมอื สารประกอบ E (e- คู่โดดเด่ยี ว) AXmEn รูปร่าง H2O BF3 CO2 1 คู่ H3O+ SF4 1 คู่ KrF2 0 คู่ CH2Cl2 WWW .PHAIPERFECTCHEM.COM 7

PE RFECT CHEM การหารปู ร่างสาํ หรบั สารท่มี ีอะตอมกลางเกนิ 1 ตัวขึ้นไป หลกั 1. ให้เขยี นรปู ร่างของสาร 2. ดูรปู รา่ งจากแขนทแ่ี ยกออกมาจากอะตอมกลาง 1. โมเลกุลหรอื ไอออนใดบ้างท่ีมรี ปู ร่างเป็นรปู สามเหล่ียมแบนราบ BF3 NCl3 H3O+ PH3 I3- CH2O I II III IV V Vl (กาํ หนดเลขอะตอม P = 15, I = 53) (สามัญ 2555) 1. I เท่านั้น 2. I และ VI 3. V และ VI 4. II และ IV 5. I และ III 2. สารประกอบโคเวเลนต์ขอ้ ใดมรี ปู ร่างเหมอื นกนั ทั้งหมด (มี.ค. 2553) 1. CCl4 NH!! XeF4 2. BF3 NH3 PCl3 O3 3. BrF5 PCl5 IF5 4. H2O SO2 3. โมเลกุลในขอ้ ใดมโี ครงสรา้ งเหมอื นกนั ทั้งหมด (ม.ี ค. 2552) 1. CO2 SO2 CS2 2. NH3 PH3 SO3 3. CO2 N2 N3- 4. CCl4 SO42- XeF4 8 PERFECT CHEM

4. สารประกอบ Xe ในข้อใดมีรูปรา่ งโมเลกุลเหมอื นกัน (เลขอะตอมของ Xe = 54) (สามญั 2557) 1. XeO3 และ XeOF2 2. XeOF2 และ XeF3+ 3. XeO4 และ XeF4 4. XeO3 และ XeF3+ 5. XeOF2 และ XeF4 5. พิจารณาโครงสรา้ งสารประกอบฟลอู อไรด์ของธาตุ A, D, E, G ต่อไปน้ี (PAT 2 ม.ี ค. 2559) กระดานหก พิระมดิ ฐานสเี่ หลี่ยม พริ ะมดิ ฐานสามเหลี่ยม พิระมิดฐานหา้ เหลย่ี ม ธาตุ A, D, E, G มีเลขอะตอมนอ้ ยกว่า 55 จงเปรียบเทยี บจำนวนวาเลนซอ์ ิเลก็ ตรอนของธาตุ A, D, E, G 6. ZnO เปน็ สารประกอบทีม่ ีสมบตั ิเป็นสารกึ่งตวั นาํ มีโครงสร้าง 2 แบบ คอื Zinc Blende และ Zinc Wurtzite ดังรูปต่อไปน้ี (PAT 2 ม.ี ค. 2559) O2- Zn2+ Zinc blende Zinc wurtzite ZnO เกดิ ปฏิกริ ยิ าได้กบั กรดและเบสดงั ปฏกิ ิรยิ าต่อไปนี้ ZnO + 2HCl à ZnCl + 2H2O ZnO + 2NaOH + H2O à Na2[Zn(OH)4] ขอ้ ใดผดิ เกีย่ วกบั สมบตั ิของ ZnO 1. ZnO มีสมบตั เิ ปน็ ทงั้ กรดและเบส 2. ZnS มโี ครงสร้างคล้ายคลงึ กบั NaCl มากกวา่ ZnO 3. โครงสร้างรอบ Zn2+ ใน Zinc Wurtzite เปน็ ทรงส่หี นา้ 4. O2- ถกู ล้อมรอบดว้ ย Zn2+ 4 ไอออน ในโครงสร้างของ Zinc Blende 5. พนั ธะระหวา่ ง Zn2+ และ O2- มีความเป็นไอออนิกมากกว่า Zn2+ และ S2- WWW .PHAIPERFECTCHEM.COM 9

PE RFECT CHEM 7. สารประกอบ Interhalogen เกดิ ข้ึนระหว่างอะตอมของธาตุหมู่ 7 มีสตู รท่ัวไปเป็น XY, XY3, XY5, XY7 โดยท่ี X เปน็ อะตอมกลาง ตัวอยา่ งของสารประกอบ Interhalogen แสดงในตารางต่อไปน้ี สูตรทวั่ ไป ตวั อย่าง XY ClF, BrF, BrCl, ICl, IBr XY3 ClF3, BrF3, (IF3)n XY5 ClF5, BrF5, IF5 XY7 IF7 lCl3 สามารถเกดิ เป็น I2Cl6 ท่มี โี ครงสร้างคลา้ ยคลึงกบั Al2Cl6 ซ่ึงมโี ครงสรา้ งดงั รูป ต่อไปนี้ Cl Al ลกั ษณะโครงสร้างรอบอะตอม I ใน I2Cl6 เป็นแบบใด (ศักยภาพ PAT 2 ม.ี ค. 2556) 1. สี่เหล่ียมแบนราบ 2. ทรงสีห่ นา้ 3. พรี ะมิดคฐู่ านสามเหล่ียม 4. ทรงแปดหน้า 3. สภาพขั้วของพนั ธะโคเวเลนต์ สภาพข้วั พนั ธะโคเวเลนต์ เกิดจากธาตุท่มี ีคา่ EN เท่ากนั (ธาตุชนิดเดียว) พนั ธะ ทไ่ี มม่ ขี ัว้ โคเวเลนต์ เชน่ F2, Cl2, O2 พนั ธะโคเวเลนต์ 10 ทม่ี ีขั้ว เกิดจากธาตุทม่ี ีคา่ EN ต่างกนั (ธาตหุ ลายชนดิ ) โดยธาตุท่ีมคี า่ EN สูงกว่าจะแสดงขั้วลบ และสภาพขว้ั แปรตามกับ ������EN เช่น HCl, HF PERFECT CHEM

พนั ธะโควาเลนต์ไม่มขี ้วั ทหี่ อ้ ยเลขคู่ โมเลกุล เปน็ โมเลกลุ เชน่ F2, Cl2, O2 โคเวเลนต์ท่ี ท่เี กิดจากขั้ว ของพนั ธะ สารประกอบไฮโดรคารบ์ อน ไมม่ ีขวั้ หักล้างกนั หมด เชน่ CH4, C3H8 สภาพขั้ว โมเลกุล ไมม่ ี e- คโู่ ดดเด่ยี วรอบอะตอมกลาง โคเวเลนต์ และอะตอมปลายเปน็ ธาตุชนิดเดียว เช่น CO2, PH5, SF6 โมเลกุล เป็นโมเลกลุ ที่เกิด แรงลพั ธ์จากการหักลา้ งจากข้วั ของพนั ธะ โคเวเลนตท์ ี่มีข้วั จากข้ัวของพนั ธะ คอื ทศิ ทางของขวั้ หักล้างกนั ไมห่ มด ซ้อมมือ สูตรโมเลกุล โมเลกลุ มขี ัว้ โมเลกุลไม่มขี ้วั 1. BeCl2 2. H2S 3. CH2Cl2 4. SF6 5. NH3 6. H2 7. CO2 การจาํ แนกแรงยดึ เหน่ยี วระหวา่ งโมเลกลุ ของสารประกอบโคเวเลนต์ โมเลกุลไม่มีข้วั โมเลกุลมีข้วั แรงลอนดอน แรงดงึ ดูดระหวา่ งขั้ว พันธะไฮโดรเจน จุดเดอื ด จดุ หลอมเหลว (H ติด F , O หรอื N) แปรตามมวลโมเลกลุ จุดเดอื ด จดุ หลอมเหลว แปรตามมวลโมเลกลุ 11 WWW .PHAIPERFECTCHEM.COM

PE RFECT CHEM แรงยดึ เหนยี่ วระหวา่ งโมเลกุล สาร สภาพขั้วของโมเลกุล ลอนดอน แรงดึงดูด พันธะ ระหว่างข้วั ไฮโดรเจน CH4 H2O H2S Cl2 CO2 NH3 1. สารในข้อใดต่อไปนี้มีแรงยดึ เหนย่ี วระหวา่ งอนภุ าคเปน็ แรงลอนดอนเท่านน้ั (สามญั 2555) 1. เอทานอล 2. น้ําแข็งแหง้ 3. ไส้ดนิ สอ 4. แทง่ เหล็ก 5. เกลอื แกง 2. การเรยี งลําดับจดุ เดอื ดของสารจากมากไปน้อย ข้อใดผิด (กำหนดเลขอะตอม Se = 34, Te = 52) (สามัญ 2557) 1. Ar > Ne > He 2. Cl2 > F2 > HF 3. C2H5OH > CH3OCH3 > CH4 4. H2Te > H2Se > H2S 5. เพชร > เหล็ก > กํามะถนั 3. การเปรยี บเทียบจดุ เดอื ดของสารต่อไปนี้ ข้อใดถูก (สามญั 2558) 1. HF > LiF 2. H3C–O–CH3 > HO–CH2–CH3 3. Cl Cl Cl H C=C > C=C HH H Cl 4. PH3 > NH3 5. SO2 > SiO2 PERFECT CHEM 12

WWW .PHAIPERFECTCHEM.COM 13