พันธะเคมี

โมเลกลุ ทอี่ ะตอมกลางมอี เิ ลก็ ตรอนคโู่ ดดเดย่ี ว โดยก่าหนดให้ : A แทน อะตอมกลาง B แทน อะตอมท่ีมาลอ้ มรอบอะตอมกลาง E แทน อเิ ล็กตรอนคู่โดดเดีย่ ว x แทน จ่านวนอะตอมท่มี าลอ้ มรอบอะตอมกลาง y แทน จ่านวนอเิ ล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวทีอ่ ยู่รอบอะตอมกลาง มสี ตู รทว่ั ไปเป็น ABXEyซง่ึ จะมกี ารจดั เรียงตัวของอะตอมและมีรูปร่างโมเลกุลดงั น้ี

1. โมเลกลุ ท่มี สี ตู ร AB2E Bent or Angular - จ่านวนอะตอม/อเิ ล็กตรอนคโู่ ดดเดย่ี ว : อะตอมกลางมี 2 พนั ธะ อเิ ลก็ ตรอนคโู่ ดดเดยี่ ว 1 คู่ - รูปทรงเรขาคณติ /มมุ : มุมงอ นอ้ ยกวา่ 120 ่ - รูปร่างโมเลกลุ : มมุ งอ (Bent or Angular) - ตัวอยา่ ง : O3 , NO2 , SnCl2 , SnF2 , SO2

2. โมเลกลุ ทีม่ ีสตู ร AB2E2 Bent or Angular - จ่านวนอะตอม/อเิ ลก็ ตรอนคโู่ ดดเดยี่ ว : อะตอมกลางมี 2 พนั ธะ อิเลก็ ตรอนคโู่ ดดเดยี่ ว 2 คู่ - รปู ทรงเรขาคณติ /มมุ : มมุ งอ นอ้ ยกวา่ 109.5 ่ - รูปรา่ งโมเลกลุ : มมุ งอ (Bent or Angular) - ตัวอย่าง : H2S , TeBr2 , SCl2 , OCl2 , SeF2 , SeH2

3. โมเลกลุ ทม่ี สี ตู ร AB3E Trigonal pyramidal - จ่านวนอะตอม/อเิ ลก็ ตรอนคโู่ ดดเดย่ี ว : อะตอมกลางมี 3 พันธะ อิเล็กตรอนคโู่ ดดเดยี่ ว 1 คู่ - รปู ทรงเรขาคณติ /มมุ : พรี ะมดิ ฐานสามเหลย่ี ม น้อยกวา่ 109.5 ่ - รปู ร่างโมเลกลุ : พรี ะมดิ ฐานสามเหลย่ี ม (Trigonal pyramidal) - ตัวอย่าง : H3O+ , NH3 , PCl3 , ClO3- , PI3 , AsH3

4. โมเลกลุ ทม่ี สี ตู ร AB3E2 T-shaped - จ่านวนอะตอม/อเิ ล็กตรอนคโู่ ดดเดยี่ ว : อะตอมกลางมี 3 พนั ธะ อเิ ลก็ ตรอนคโู่ ดดเดย่ี ว 2 คู่ - รปู ทรงเรขาคณติ /มมุ : รปู ตัวที 90 ่ - รปู รา่ งโมเลกุล : รปู ตัวที (T-shaped) - ตวั อยา่ ง : ICl3 , ClF3

5. โมเลกลุ ทีม่ ีสตู ร AB2E3 Linear - จ่านวนอะตอม/อเิ ลก็ ตรอนคโู่ ดดเดย่ี ว : อะตอมกลางมี 2 พนั ธะ อิเลก็ ตรอนคโู่ ดดเดย่ี ว 3 คู่ - รปู ทรงเรขาคณติ /มมุ : เส้นตรง 180 ่ - รูปรา่ งโมเลกลุ : เสน้ ตรง (Linear) - ตวั อย่าง : XeF2 , I3- , ICl2-

6. โมเลกลุ ท่มี สี ตู ร AB4E seesaw - จ่านวนอะตอม/อเิ ล็กตรอนคโู่ ดดเดยี่ ว : อะตอมกลางมี 4 พันธะ อเิ ลก็ ตรอนคโู่ ดดเดยี่ ว 1 คู่ - รปู ทรงเรขาคณติ /มมุ : ทรงสหี่ นา้ บดิ เบย้ี ว มมุ นอ้ ยกว่า 90 ่ และ 120 ่ - รูปร่างโมเลกุล :ทรงสหี่ นา้ บดิ เบยี้ ว (Distorted tetrahedral หรอื seesaw) - ตวั อย่าง : SF4 , XeO2F2

7. โมเลกลุ ท่มี สี ตู ร AB4E2 Square planar - จา่ นวนอะตอม/อเิ ลก็ ตรอนคโู่ ดดเดยี่ ว : อะตอมกลางมี 4 พนั ธะ อิเล็กตรอนคโู่ ดดเดย่ี ว 2 คู่ - รปู ทรงเรขาคณติ /มมุ : สีเ่ หลยี่ มแบนราบ 90 ่ - รูปร่างโมเลกลุ : สเ่ี หล่ียมแบนราบ (Square planar) - ตวั อยา่ ง : XeF4 , ICl4

8. โมเลกลุ ทีม่ สี ตู ร AB5E Square pyramidal - จ่านวนอะตอม/อเิ ลก็ ตรอนคโู่ ดดเดยี่ ว : อะตอมกลางมี 5 พนั ธะ อเิ ลก็ ตรอนคโู่ ดดเดย่ี ว 1 คู่ - รูปทรงเรขาคณติ /มมุ : พีระมดิ ฐานสเี่ หลย่ี ม มุมนอ้ ยกว่า 90 ่ - รปู ร่างโมเลกลุ : พรี ะมดิ ฐานส่ีเหลย่ี ม (Square pyramidal) - ตัวอยา่ ง : BrF5 , ClF5 , XeOF4

มมุ ระหวา่ งพนั ธะ : เกดิ จากแรงผลักของ - อเิ ลก็ ตรอนครู่ ว่ มพนั ธะดว้ ยกัน หรอื - อิเล็กตรอนคูโ่ ดดเดย่ี วดว้ ยกนั หรือ - อิเลก็ ตรอนครู่ ่วมพนั ธะกับอเิ ล็กตรอนคู่โดดเดีย่ ว มีผลท่าให้อะตอมมที ิศทางไปตามแรงผลัก จึงท่าให้ขนาดของมมุ มีค่าตา่ งกนั มุมงอจะแคบหรอื กว้างขน้ึ อยกู่ ับ แรงดงึ ดดู ระหวา่ งอเิ ลก็ ตรอนครู่ ว่ มพนั ธะของธาตุ และ ค่าอิเลก็ โทรเนกาตวิ ิตี หรือ EN ของอะตอมกลาง

สรุป : การเกดิ มุมระหวา่ งพนั ธะโคเวเลนซไ์ ดด้ งั นี้ 1. มุมระหวา่ งพนั ธะพจิ ารณาทีร่ ะยะหา่ งของอเิ ลก็ ตรอนครู่ ่วมพนั ธะเปน็ เกณฑ์ - ถา้ อิเลก็ ตรอนครู่ ว่ มพนั ธะ อยู่ใกลอ้ ะตอมกลาง จะมี แรงผลกั มาก ท่าใหม้ มุ กว้าง - ถา้ อเิ ลก็ ตรอนครู่ ว่ มพนั ธะ อยหู่ ่างจากอะตอมกลาง จะมี แรงผลกั นอ้ ย ทา่ ใหม้ มุ แคบ 2. มมุ ระหวา่ งพนั ธะเปลย่ี นตามคา่ EN ของอะตอมกลาง - ค่า EN ของอะตอมกลาง มีคา่ มากกวา่ อะตอมทมี่ าลอ้ มรอบ มมุ จะกวา้ ง - คา่ EN ของอะตอมกลาง มคี า่ นอ้ ยกวา่ อะตอมทม่ี าลอ้ มรอบ มมุ จะแคบ คา่ EN ของ N เท่ากับ 3.04 ค่า EN ของ N เท่ากับ 3.04 คา่ EN ของ F เทา่ กบั 3.98 คา่ EN ของ H เทา่ กับ 2.20

สภาพขั้วของพันธะโคเวเลนซ์ เกิดจากอะตอมคู่ร่วมพันธะมี คา่ อิเล็กโทรเนกาติวิตี หรือ ค่า EN ต่างกัน - ธาตุท่ีมีค่า EN สูงจะดึงดูดอิเล็กตรอนไว้ใกล้อะตอมมากกว่ามีสภาพข้ัว พันธะเป็นลบ เขียนแทนดว้ ยสญั ลกั ษณ์ - (เดลตาลบ) - ธาตคุ ่รู ่วมพนั ธะทม่ี คี า่ EN ต่ากวา่ มแี รงดงึ ดดู อเิ ลก็ ตรอนนอ้ ย อเิ ลก็ ตรอน จะอยหู่ า่ งจากอะตอมจงึ มสี ภาพขัว้ ของพนั ธะเปน็ บวก เขยี นแทนด้วยสญั ลกั ษณ์ + (เดลตาบวก)

ตวั อย่างเชน่ : Cl EN = 2.1 EN = 3.0 Cl EN = 3.0 คา่ EN ตา่ งกนั EN = 3.0 คา่ EN เทา่ กนั พนั ธะไมม่ ขี ้วั ทศิ ทางการแผ่ กระจายของ e- เขยี นสญั ลกั ษณ์ : พนั ธะมขี ้ัว หรือ

ความแรงของข้วั ในพนั ธะโคเวเลนซห์ าไดจ้ าก ผลตา่ งของคา่ EN ของอะตอมครู่ ่วมพนั ธะ = EN โมเลกลุ โคเวเลนซท์ ่มี ีคา่ EN มาก จะมคี วามแรงของขวั้ มาก ตวั อย่างเชน่ : H - Cl กบั N-F คา่ EN : 2.1 , 3.0 3.0 , 4.0 EN : 0.9 1.0 N - F มีขวั้ แรงกวา่ H - Cl

1) พันธะโคเวเลนซ์ระหว่างอะตอมของ 2) พนั ธะโคเวเลนซร์ ะหวา่ งอะตอมของ ธาตตุ ่างชนิดกนั ธาตุชนิดเดียวกัน มีผลต่างของค่า EN จัดเป็น ผลต่างของค่า EN เป็นศูนย์ เกิด พันธะมีข้ัว ความแรงของขั้วขึ้นอยู่กับ EN ถ้า EN มากเป็นพนั ธะมีขว้ั แรง เป็นพันธะไม่มีข้ัว ท่าให้โมเลกุลไม่มีข้ัว H  Cl  HCl เช่น H  F  HF H  I  HI Cl  Cl  Cl2 H  H  H2 ความแรงของขวั้ โมเลกลุ HF > HCl > HI Br  Br  Br2 พันธะโคเวเลนซท์ มี่ ีขวั้ อาจเปน็ โมเลกลุ O  O  O2 โคเวเลนซท์ ม่ี ขี วั้ หรอื ไมม่ ขี ว้ั กไ็ ด้

โมเลกุลโคเวเลนซจ์ ะเป็นโมเลกุลมีขั้วหรือเป็นโมเลกุลไม่มีขั้ว ข้ึนอยู่กับ ชนดิ ของพนั ธะและรูปรา่ งของโมเลกลุ จ่าแนกโมเลกลุ เปน็ โมเลกลุ มขี วั้ กบั โมเลกุล ไม่มีขัว้ ได้ดงั น้ี 2.1 โมเลกลุ ไม่มขี ว้ั : เกิดจากพนั ธะโคเวเลนซไ์ มม่ ขี วั้ เช่น H2 , Cl2 , N2 , O2 , I2 และ O3 2.2 โมเลกุลไม่มีขั้ว : เกิดจากพันธะโคเวเลนซ์มีขั้ว แต่สภาพข้ัวหักล้างกันหมดไป เกิดเป็น โมเลกุลไมม่ ีข้ัวได้ เชน่ BeCl2 , BF3 และ CH4 2.3 โมเลกลุ มีขั้ว : เกิดจากพนั ธะโคเวเลนซ์มีข้วั ท่มี สี ภาพข้ัวเสริมแรงลัพธ์ในทางเดียวกัน เช่น HCN , H2O และ CH2O

ตวั อย่างเชน่ : ทศิ ทางของขว้ั ของโมเลกลุ จะเปน็ อยา่ งไร

ตวั อย่างเชน่ :

สถานะของสาร สารโคเวเลนซท์ เ่ี ราได้ เรียนรมู้ านน้ั จะมีสถานะ สารเปน็ แบบใดบา้ ง

สถานะของสารโคเวเลนซ์ สารโคเวเลนซ์มีท้ังที่เป็นของแข็ง ของเหลว และแก๊ส โดยสารโคเวเลนซ์จะอยู่เป็น โมเลกลุ แตล่ ะโมเลกลุ จะมีแรงยึดเหนย่ี วซง่ึ กนั และกัน และมคี า่ ต่างกนั ตามชนดิ ของโมเลกุล

นกั เรยี นคดิ วา่ แรงยดึ เหน่ยี ว ระหวา่ งโมเลกลุ คอื อะไร มคี วามสมั พนั ธก์ บั คา่ ใดบ้าง

แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล คือ แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลท่ีท่าให้ โมเลกุลยดึ เหน่ียวกัน ซ่ึงมคี วามแข็งแรงน้อยกวา่ พันธะระหวา่ งอะตอม เมอ่ื ใหค้ วามรอ้ นแกส่ ารจนถึง จดุ หลอมเหลวหรอื จดุ เดอื ด โมเลกลุ ของ สารจะมพี ลงั งานสงู พอทจี่ ะเอาชนะแรง ดงึ ดดู ระหวา่ งกนั ซงึ่ จะทา่ ใหโ้ มเลกลุ แยก ออกจากกนั และเกดิ การเปลยี่ นสถานะได้

การเปลย่ี นสถานะของน้่า น่า้ แขง็ น่า้ ไอน่า้

ตารางแสดงจุดหลอมเหลวและจุดเดือดของแกส๊ เฉอ่ื ยและสารโคเวเลนซบ์ างชนดิ สารโคเวเลนซ์ไม่มีขวั้ สารโคเวเลนซม์ ขี ้วั สาร มวลโมเลกุล จดุ หลอมเหลว จุดเดอื ด สาร มวลโมเลกุล จดุ หลอมเหลว จุดเดอื ด (°C ) (°C ) (°C ) (°C ) He จาก4ขอ้ มลู ทไ่ี ดศ้ -ึก27ษ2าจากตา-ร2า6ง9แสดงจดุ หลNอHม3 เหลว 17 -78 -33 Ne และจ2ด0ุ เดอื ดของ-แ24ก9ส๊ เฉอ่ื ยแ-ล24ะ6สารโคเวเลนPซHบ์ 3างชนดิ 34 -133 -88 Ar 40 นกั -เ1ร8ยี 9นไดข้ อ้ ส-ร1ปุ86อะไรบา้ ง AsH3 78 -116 -55 Kr 84 -157 -152 SbH3 125 -88 -17 F2 38 -220 -188 H2O 18 0 100 Cl2 71 -101 -35 H2S 34 -86 -60 Br2 160 -7 59 H2Se 81 -64 -41 I2 254 114 184 H2Te 130 -49 -2 CH4 16 -182 -161 HF 20 -83 19 SiH4 32 -185 -112 HCl 36.5 -114 -85 GeH4 77 -165 -88 HBr 81 -87 -67 SnH4 123 -150 -52 HI 128 -51 -35

ตารางแสดงจุดหลอมเหลวและจุดเดอื ดของแกส๊ เฉอื่ ยและสารโคเวเลนซบ์ างชนดิ สารโคเวเลนซไ์ ม่มีขั้ว สารโคเวเลนซ์มขี ว้ั สาร มวลโมเลกลุ จดุ หลอมเหลว จุดเดือด สาร มวลโมเลกลุ จุดหลอมเหลว จุดเดือด (°C ) (°C ) (°C ) (°C ) He 4 -272 -269 NH3 17 -78 -33 -249 -246 Ne 20 -189 -186 PH3 34 -133 -88 Ar 40 -157 -152 Kr 84 -220 -188 AsH3 78 -116 -55 F2 38 -101 -35 Cl2 71 SbH3 125 -88 -17 Br2 160 -7 59 I2 254 114 184 H2O 18 0 100 CH4 16 -182 -161 SiH4 32 -185 -112 H2S 34 -86 -60 GeH4 77 -165 -88 H2Se 81 -64 -41 SnH4 123 -150 -52 H2Te 130 -49 -2 HF 20 -83 19 HCl 36.5 -114 -85 HBr 81 -87 -67 HI 128 -51 -35

นกั เรยี นทราบหรือไมว่ า่ แรงยดึ เหนย่ี ว ระหว่างโมเลกลุ โคเวเลนซ์ มกี ป่ี ระเภท อะไรบา้ ง

แรงยดึ เหนีย่ วระหวา่ ง แรงแวนเดอร์วาลส์ แรงลอนดอน โมเลกลุ โคเวเลนซ์ พันธะไฮโดรเจน แรงดึงดูด ระหว่างข้ัว แรงเหนี่ยวนา่

1. แรงแวนเดอร์วาลส์ (Van der Waals force) คอื แรงทย่ี ดึ เหนย่ี วระหวา่ งโมเลกลุ โคเวเลนซท์ กุ ชนดิ ทั้งโมเลกุลทไ่ี มม่ ขี วั้ และโมเลกลุ ท่ีมี ขั้ว ซ่ึง แ ร ง แ ว น เ ด อ ร์ว า ล ส์ จ ะ แ ป ร ต า ม ม ว ล โ ม เ ล กุล แ ล ะ ข น า ด ข อ ง โ ม เ ล กุ ล แรงแวนเดอร์วาลส์ มี 3 แบบ แรงแวนเดอรว์ าลส์ แรงลอนดอน แรงเหนย่ี วนา่ แรงดึงดดู ระหวา่ งขวั้ แรงแต่ละแบบ แตกตา่ งกนั อยา่ งไร

1.1 แรงลอนดอน (london force) เกิดในโมเลกลุ ไมม่ ขี วั้ กับ ไม่มีขว้ั เป็นแรงยดึ เหนย่ี วซง่ึ กนั และกนั อยา่ งออ่ นๆ เกิดจากการกระจายของอิเล็กตรอนใน อะตอมหรือโมเลกุลขณะใดขณะหนึ่งซ่ึงแต่ละ ดา้ นไม่เท่ากนั ท่าให้เกิดข้ัวไฟฟ้าและเกิดแรงดึงดูดระหว่าง โมเลกุล

ป―จจยั ที่มผี ลตอ่ แรงลอนดอน คอื สารโคเวเลนซ์ไมม่ ขี วั้ 1) มวลโมเลกลุ สาร มวลโมเลกลุ จดุ หลอมเหลว จดุ เดอื ด (°C ) (°C ) - มวลโมเลกลุ มาก แรงลอนดอน มาก - มวลโมเลกุล น้อย แรงลอนดอน นอ้ ย He 4 -272 -269 -249 -246 Ne 20 -189 -186 Ar 40 -157 -152 Kr 84 -220 -188 F2 38 -101 -35 Cl2 71 Br2 160 -7 59 I2 254 114 184 CH4 16 -182 -161 SiH4 32 -185 -112 GeH4 77 -165 -88 SnH4 123 -150 -52

ปจ― จยั ทม่ี ีผลตอ่ แรงลอนดอน คอื 2) ขนาดหรอื รูปร่างของโมเลกุล ถ้าสารมีมวลโมเลกุลเท่ากัน สารที่มีโมเลกุลเป็นโซ่ตรงและไม่ซับซ้อน มจี ดุ เดือดสงู กว่าสารทม่ี โี มเลกุลเป็นโซ่กิง่ และซับซอ้ น ตัวอยา่ งเชน่ : เพนเทน (C5H12) มมี วลโมเลกุลเทา่ กับ 72 1 23 จุดเดอื ด 3โ6ม°เCลกลุ ของเพนเทน จุดเดอื ด 27.9°C จดุ เดอื ด 9.45°C จุดหลอมเหลว -200°C จดุ หลอมเหลว ร-ปู 12ใด9.ท7มี่2°แี Cรงลอนดอน จุดหลอมเหลว -160°C และจดุ เดอื ดมากทส่ี ดุ

1.2 แรงดึงดดู ระหวา่ งขว้ั (dipole-dipole force) เกดิ ในโมเลกลุ มขี วั้ กบั มขี ว้ั เกิดจากโมเลกลุ ทม่ี ดี า้ นหนงึ่ เปน็ ขว้ั ลบ อีกดา้ นหนงึ่ เปน็ ขว้ั บวกถาวร เกดิ แรงดงึ ดูดกนั ระหว่างด้านท่ีมีขวั้ ไฟฟา้ บวกกบั ด้านทม่ี ี ขั้วไฟฟา้ ลบ ในขณะเดยี วกันจะเกิดแรงผลักระหว่างขั้วที่เหมือนกันไป พร้อมๆกัน ทา่ ใหร้ ะยะระห่างระหวา่ งโมเลกุลคงท่ี ถา้ เข้าใกลก้ ันเกินระยะพอดีจะผลักกนั มากกวา่ ดูด และถ้าโมเลกุลอยหู่ า่ งกันมากจะมแี รงผลกั มากกวา่ แรงดูด ดงั นนั้ แรงดงึ ดดู ระหวา่ งขวั้ = EN โดยหาก คา่ EN มาก จะมีแรงดึงดดู ระหว่างข้ัว ของโมเลกุลมาก

การจดั เรยี งตวั ของโมเลกลุ โคเวเลนซม์ ีขว้ั ในสถานะต่างๆ สารสถานะของเหลว สารสถานะของแขง็ แรงดงึ ดดู ระหวา่ งขว้ั : ของแขง็ > ของเหลว > แกส๊ สารสถานะของแขง็ มีการจัดเรยี งตัวอย่างเป็นระเบียบ จงึ มแี รงดึงดูดระหว่างข้วั มากกว่า โมเลกลุ สถานะของเหลวและแกส๊ ซงึ่ มีการจดั เรยี งตวั อยา่ งไม่เปน็ ระเบียบ เนอ่ื งจากโมเลกลุ เคลอื่ นที่ ไปมาได้

1.3 แรงเหนย่ี วนา่ (induction force) เกดิ ในโมเลกลุ มขี วั้ กบั ไมม่ ีขว้ั แรงเดอบาย (Debye force) เกิดจากโมเลกลุ โคเวเลนซม์ ีขว้ั เข้าใกล้โมเลกลุ ไมม่ ีข้วั เกิดการเหนี่ยวน่าท่าให้โมเลกุลที่ถูกเหน่ียวน่าเป็น โมเลกุลมีข้วั ช่วั คราว จากการเหนีย่ วน่าทา่ ใหเ้ กดิ แรงดงึ ดูดระหว่างขวั้ แรงนี้จะมีค่ามากขึ้นตามความสามารถในการเกิดมีขั้วของโมเลกุลที่ถูกเหน่ียวน่า โดยทั่วไป อะตอมหรือโมเลกลุ ขนาดใหญ่จะมคี วามสามารถในการเกิดขั้วดีกว่า อะตอมหรือโมเลกุล ขนาดเล็ก

พจิ ารณาโมเลกุลตอ่ ไปน้ี โมเลกลุ ทงั้ สองน้ีมีขวั้ หรอื ไม่ Phosphine (PH3) Ammonia (NH3) โมเลกลุ มขี ั้ว โมเลกุลมขี ัว้

พิ จ า ร ณ า ข้ อ มู ล แ ส ด ง มวลโมเลกุล จุดหลอมเหลว และ จุดเดือด ของโมเลกุล NH3 และ PH3 สาร มวลโมเลกลุ สภาพขว้ั ของ จดุ หลอมเหลว จดุ เดือด ( C่ ) NH3 17 โมเลกลุ ( ่C) (Ammonia) 34 -33 มขี วั้ -78 PH3 -87.7 (Phosphine) มีข้วั -133

นักเรียนทราบหรือไม่ เพราะ เหตุใดจุดหลอมเหลว และจุด เดือดของโมเลกุล NH3 สูงกว่า PH3 ถ้าพิจารณาท่ีจุดหลอมเหลว และจุดเดือด แสดงว่า โมเลกุลของ NH3 มี แ ร ง ยึ ด เ ห น่ี ย ว ร ะ ห ว่ า ง โมเลกลุ มากกว่าโมเลกุล PH3

ขนาดอะตอมเลก็ กว่า P ขนาดอะตอมใหญก่ ว่า N Phosphine (PH3) Ammonia (NH3) ความแรงของสภาพขว้ั PH3 < NH3 EN = 2.20 – 2.19 EN = 3.04 – 2.20 = 0.01 = 0.84

Phosphine (PH3) + -+ + -+ + แรงดงึ ดดู ระหว่างขว้ั + Ammonia (NH3) + -+ + -+ + -+ + ++ พันธะไฮโดรเจน - + + -+ ++ +

2. พนั ธะไฮโดรเจน (hydrogen bond) คือ แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลท่ีมีข้ัวเกิดจากการสร้างพันธะของธาตุ ไฮโดรเจน ซง่ึ เป็นไอออนบวกของโมเลกลุ หน่ึงกับไอออนลบของธาตุในโมเลกุลอ่ืน พันธะไฮโดรเจนจะเกดิ กบั โมเลกลุ โคเวเลนซท์ ปี่ ระกอบดว้ ยธาตุ F , O , N ซ่งึ มคี า่ EN สูง ท่าใหเ้ กดิ พนั ธะทม่ี คี า่ EN สูง จงึ เกดิ สภาพขว้ั แรง

พนั ธะไฮโดรเจนเป็นการสรา้ งแรงดงึ ดดู ระหวา่ งโมเลกลุ ทมี่ ีขว้ั ชนดิ หนงึ่ ความยาวพันธะของพันธะไฮโดรเจนที่เป็นแรงยึดเหน่ียวระหว่างโมเลกุลจะ ยาวกว่า พนั ธะโคเวเลนซ์ซง่ึ เป็นแรงยดึ เหนี่ยวระหว่างอะตอมภายในโมเลกลุ เสมอ สารท่ีมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลเป็นพันธะไฮโดรเจนจะ มีจุดหลอมเหลวและ จุดเดอื ดสงู กวา่ สารทมี่ แี รงยดึ เหนยี่ วระหวา่ งโมเลกลุ เป็นแรงแวนเดอรว์ าลส์ท่ีมมี วลโมเลกลุ ใกล้เคยี งกนั



นั ก เ รี ย น คิ ด ว่ า เ พ ช ร ไส้ดินสอ แก้ว เกี่ยวข้องกับ สารโคเวเลนซ์อยา่ งไร

เป็นสารโคเวเลนซ์เกิดจากอะตอมสร้างพันธะโคเวเลนซ์ระหว่างกันท้ังสามมิติ มีลักษณะคล้ายตาข่าย โมเลกุลมีขนาดใหญ่ อาจเรียกว่า โมเลกุลยักษ์ (giant molecule) เรียกสารนว้ี ่า สารโครงผลกึ ร่างตาขา่ ย เชน่ เพชร และแกร์ไฟต์ นักเรียนคิดว่าโครงสร้างของ เ พ ช ร แ ล ะ แ ก ร์ ไ ฟ ต์ จะมโี ครงสรา้ งเปน็ อยา่ งไร เ ห มื อ น ห รื อ แ ต ก ต่ า ง กั น หรือไม่

1. เพชร (Diamond) เกดิ จากคารบ์ อน 1 อะตอม สร้างพนั ธะโคเวเลนซก์ บั คารบ์ อนอะตอมอน่ื อกี 4 อะตอม อะตอมคารบ์ อนแตล่ ะอะตอม จะเช่อื มโยงกบั คารบ์ อนใกลเ้ คยี งอกี 4 อะตอมดว้ ย พนั ธะเดย่ี ว มีความยาวพนั ธะเทา่ กบั 154 pm มีโครงสรา้ งรปู ทรงสหี่ นา้ อะตอมคารบ์ อนจะเชอ่ื มโยงกนั ทง้ั สามมติ ิคลา้ ย ตาขา่ ย ท่าใหค้ ารบ์ อนแตล่ ะอะตอมถูกยดึ ไวแ้ นน่ เคลอ่ื นทไ่ี ม่ได้ เพชรจงึ มคี วามแขง็ มาก คาร์บอนแต่ละอะตอมในผลึกของเพชรใช้ เวเลนซ์อิเล็กตรอนในการสร้างพันธะหมด ไม่มี เ ว เ ล น ซ์ อิ เ ล็ ก ต ร อ น ที่ เ ค ลื่ อ น ท่ี ไ ด้ อ ย่ า ง อิ ส ร ะ ทา่ ให้เพชรไมน่ า่ ไฟฟา้ มจี ดุ หลอมเหลว 3550 ่C และ จุดเดอื ด 4830 ่C

ประโยชนข์ องเพชร (Diamond) เครอื่ งประดับ เครื่องตดั

2. แกรไ์ ฟต์ (Graphite) มโี ครงสรา้ งเปน็ ชนั้ ๆ ในชนั้ เดยี วกนั คารบ์ อนแต่ละอะตอมสรา้ งพนั ธะโคเวเลนซก์ บั คารบ์ อนอะตอมอนื่ 3 อะตอมท่ี อยใู่ กลเ้ คยี งดว้ ย พนั ธะทม่ี ีลักษณะกา้่ กงึ่ ระหวา่ งพนั ธะเดย่ี วกบั พนั ธะคู่ อะตอมของคารบ์ อนในชนั้ เดยี วกนั จะเชอ่ื มโยง กันแบบโครงสรา้ งสามมติ คิ ลา้ ยตาขา่ ย แต่ละอะตอมของคารบ์ อนมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน เหลอื อกี 1 อิเล็กตรอนที่สามารถเคล่ือนท่ีอิสระได้ ทั่วไปภายในช้ันเดียวกัน ท่าให้ แกรไฟต์น่าไฟฟ้า ไดด้ ี ในทศิ ทางท่ขี นานกบั ชนั้ ระหว่างชั้นของแกรไฟต์ยึดกันด้วย แรงแวน เดอรว์ าลส์ ระยะระหว่างชั้นเท่ากบั 340 พิโกเมตร มจี ุดหลอมเหลวและจดุ เดอื ดสงู

ประโยชนข์ องแกรไ์ ฟต์ (Graphite) ไสด้ ินสอ สารหลอ่ ลน่ื สีผา้ หมึกสา่ หรับเครอื่ งพมิ พด์ ีด

นักเรียนคิดว่าโครงสร้างของ เพชร และแกร์ไฟต์ เหมือน หรือแตกต่างกันหรือไม่

เพชรและแกรไ์ ฟต์ เปน็ อญั รปู ของคารบ์ อน