พันธะเคมี

การเรียกชื่อไอออน ❖cations - name of atom + “ion” Group 1A Grou p 2A Grou p 3A Ion N ame Ion N ame Ion N ame H+ Hydrogen ion Mg2+ Magnes iu m ion Al3+ Alu min um ion Li+ Lith ium ion Ca2+ Calcium ion N a+ S od iu m ion Sr2+ S trontium ion K+ Potass ium ion Ba2+ Barium ion 6

สญั ลกั ษณ์แบบจดุ ของ Lewis (Electron - Dot Symbols for Elements in Periods 2 & 3) 7

Lewis (electron-dot) symbols: เขียนเฉพาะอิเลก็ ตรอนวงนอกของ atoms หรอื ions Li Be B C N O F Ne 2 2 Li Be OF octet rule : atoms tend to gain, lose, or share electrons until they reach 8 the nearest noble gas configuration

การเขยี นสูตรของสารประกอบไอออนิก ◼ เขยี นธาตทุ เี่ ป็ นโลหะกอ่ น แลว้ ตามดว้ ยอโลหะ ◼ นาประจขุ องแตล่ ะธาตมุ าคณู ไขวเ้ ป็ นจานวนอะตอม ◼ เชน่ Al3+, O2- Mg2+,Cl- Ca2+,S2- Al2O3 MgCl2 CaS 9

10 การเรยี กชอื่ ไอออนบวก (Cations) 1. เรยี กชอื่ โลหะ (ไอออนบวก) ถา้ เลขออกซเิ ดชนั เป็ นได ้ มากกวา่ 1 คา่ ใหร้ ะบคุ า่ ไวใ้ นวงเล็บดว้ ยเลขโรมนั (Stock system) • Na+ sodium ion • Fe2+ iron (II) ion • Fe3+ iron (III) ion หรอื เรยี กชอื่ ตามระบบเดมิ โดย – ไอออนทมี่ เี ลขออกซเิ ดชนั สงู ลงทา้ ยดว้ ย -ic – ไอออนทมี่ เี ลขออกซเิ ดชนั ต่าลงทา้ ยดว้ ย -ous • Fe2+ ferrous ion Fe3+ ferric ion • Mn2+ manganous ion Mn3+ manganic ion • Cu+ cuprous ion Cu2+ cupric ion

11 2. ไอออนบวกของสารประกอบไอออนิกใชช้ อื่ สามญั •NH4+ ammonium ion •NO2+ nitryl ion •NO+ nitrosyl ion •H3O+ hydronium ion

12 การเรยี กชอื่ ไอออนลบ (Anions) 1. ไอออนอะตอมเดยี่ วเรยี กชอื่ ธาตแุ ละลงทา้ ยดว้ ย -ide •C4− carbide ion •P3− phosphide ion •N3− nitride ion •Si4− Silicide ion •F- fluoride ion •S2− Sulfide ion •O2− oxide ion •H− hydride ion

13 2. ไอออนของหลายอะตอมเรยี กตามชอื่ สามญั •CN− cyanide ion •CH3COO− acetate ion •OH− hydroxide ion • O22− peroxide ion •SCN− thiocyanate ion

14 3. ไอออนลบทปี่ ระกอบดว้ ยออกซเิ จนและอะตอมอนื่ (Oxoanion) เรยี กชอื่ อะตอมตามดว้ ย –ate ion ClO3− chlorate ion S2O32− thiosulfate ion CO32− carbonate ion NO3− nitrate ion C2O42− Oxalate ion SO32− sulfate ion CrO42− chromate ion Cr2O72− dichromate ion PO43− phosphate ion

15 4. Oxoanion ทอี่ ะตอมกลางสามารถมเี ลขออกซเิ ดชนั ไดห้ ลาย คา่ ใหใ้ ช ้prefix/suffix (ไดแ้ ก่ per-ate, -ate, -ite, hypo-ite) ClO4− perchlorate ion ClO3− chlorate ion ClO2− chlorite ion ClO− hypochlorite ion

16 5. ไอออนลบทเี่ กดิ จาก H+ กบั Oxoanion ใหเ้ ตมิ hydrogen หรอื dihydrogen หนา้ ชอื่ CO32− carbonate ion HCO3− hydrogen carbonate ion PO43− phosphate ion H2PO4− dihydrogen phosphate ion

17 ไอออนลบทพี่ บบอ่ ย Charge Formula Name Formula Name -1 H− Hydride ion C2H3O2− Acetate ion F− Fluoride ion ClO3− Chlorate ion Cl− Chloride ion ClO4− Perchlorate ion CN− Cyanide ion NO3− Nitrate ion OH− Hydroxide ion MnO4− Permanganate ion CO32− Carbonate ion -2 O2− Oxide ion CrO42− Chromate ion O22− Peroxide ion Cr2O72− Dichromate ion SO42− Sulfate ion PO43− Phosphate ion Nitride ion -3 N3-

18 Oxoanion Name Oxoanion Name HSO4− Hydrogen sulfate ion NO3− Nitrate ion HSO3− Hydrogen sulfite ion NO2− Nitrite ion HCO3− Hydrogen Carbonate ion C2O42− Oxalate ion ClO3− S2O32− Thiosulfate ion CO32− Chlorate ion SO42− Sulfate ion CrO32− Carbonate ion PO43− Phosphate ion Cr2O72− Chromate ion Dichromate ion

19 การเรยี กชอื่ สารประกอบไอออนิก • การเขยี นสตู ร ไอออนบวก + ไอออนลบ • การเรยี กชอื่ เรยี กชอื่ ไอออนบวกนาหนา้ ไอออนลบ (ไม่มคี าวา่ ไอออน) NaCl Sodium Chloride (Na+ + Cl−) NH4Cl Ammonium Chloride Zn(NO3)2 Zinc Nitrate Cu(ClO4)2 Copper(II)perchlorate หรอื Cupric perchlorate Fe(NO3)3 Iron(III)nitrate หรอื Ferric nitrate

ตวั อย่างการเรียกช่ือสารประกอบไอออนิก ❖ Binary Inorganic Compounds: name cation first, anion second NaCl sodium chloride MgO magnesium oxide KBr potassium bromide Ag2S silver sulfide CuCl2 copper (II) chloride or cupric chloride CuCl copper (I) chloride or cuprous chloride iron (III) bromide or ferric bromide FeBr3 iron (II) bromide or ferrous bromide FeBr2 ic - suffix for higher charge ous - suffix for lower charge 20

โครงสรา้ งของสารประกอบไอออนิก 21

แบบ CsCl แบบ NaCl 22

Lattice Energy Lattice energy is the energy required to separate one mole of ionic solid into its gaseous ions. 23

Ion-Dipole Forces in Dissolution 24

พลงั งานกบั การละลายน้าของสารประกอบไอออนิก พลงั งานแลตทิซ (Lattice energy) คือ พลงั งานท่ีคายออกมารวมกนั เป็นของแขง็ ไอออนิก 1 โมล พลงั งานไฮเดรชนั (Hydration energy) คือ พลงั งานที่คายออกมาเม่ือไอออนของกา๊ ซรวมกบั น้า พลงั งานการละลาย (Heat of Solution) คือ พลงั งานท่ีคายออกหรือดดู เข้าไป จากการละลายสาร 1 โมล ในตวั ทาละลายตามจานวนที่กาหนดให้กมาเม่อื ไอออนในสภาวะกา๊ ซท่ีมีประจุ ตรงข้าม 25

Water Molecules Surround Ions 26

Electrical Conductance of Ionic Compounds 27

ความสามารถในการละลาย ◼ insoluble ◼ Soluble ตวั ถกู ละลาย < 0.1 g / H2O 100 g ท่ี 25 0C = แสดงว่าไม่ละลาย ตวั ถกู ละลาย 0.1 ถึง 1 g / H2O 100 g ท่ี 25 0C = ละลายได้บางส่วน ตวั ถกู ละลาย > 1 g / H2O 100 g ที่ 25 0C = แสดงว่าละลาย 28

Soluble Ionic Compounds 1. สารประกอบของธาตุ Group 1A(1) ions (Li+, Na+, K+, etc.) และ ammonium ion (NH4+) สามารถละลายได้ดี 2. สารประกอบ nitrates (NO3-), acetates (CH3COO- or C2H3O2-) และ perchlorates (ClO4-) ละลายได้ดี 3. สารและกอบ chlorides (Cl-), bromides (Br-) and iodides (I-) are soluble, ยกเว้น เกิดกบั of Ag+, Pb2+, Cu+, and Hg22+. 4) สารประกอบ sulfates (SO42-) ละลายได้, ยกเวน้ เกิดกบั Ca2+ ,Sr2+, Ba2+, and Pb2+. 29

Insoluble Ionic Compounds 1. สารประกอบโลหะ hydroxides ไม่ละลาย, ยกเวน้ เกิดกบั Group 1A(1) และ Group 2A(2) (ตงั้ แต่ Ca2+ ลงมา). 2. สารประกอบ carbonates (CO32-) และ phosphates (PO43-) ไม่ ละลาย, ยกเว้น เกิดกบั Group 1A(1) และ NH4+. 3. สารประกอบ sulfides are ไมล่ ะลาย ยกเวน้ เกิดกบั Group 1A(1), Group 2A(2) และ NH4+. 30

พนั ธะโลหะ ลกั ษณะโดยทว่ั ไป ◼ แรงยดึ เหนี่ยวระหวา่ งโปรตอนกบั อเิ ล็กตรอนทอี่ ย่รู อบๆ ◼ แรงดงึ ดดู เกดิ จากวาเลนซอ์ เิ ล็กตรอนทกุ ตวั ◼ แบบจาลองทะเลอเิ ล็กตรอน (electron sea model) 31

32 3.1 สมบตั ขิ องพนั ธะโลหะ ◼ จดุ เดอื ด-จดุ หลอมเหลวสงู มาก ◼ แข็งเหนียว ตเี ป็ นแผ่นบางๆ ดงึ เป็ นเสน้ ดดั ใหง้ อได ้ ◼ นาไฟฟ้ า นาความรอ้ นไดด้ ี ◼ ผวิ มนั วาว ◼ ไม่มสี ตู รโมเลกลุ เป็ นเพยี งสตู รอยา่ งง่าย

33 รปู แสดงการเลอื่ นไถลของอะตอมโลหะเมอื่ ถกู แรงกระทา

34 ตารางแสดงสมบตั บิ างประการของสาร สมบตั ขิ องสาร สาร ตวั อยา่ ง ลกั ษณะที่ การนาไฟฟ้ า จุด จดุ เดอื ด (oC) ปรากฏ หลอมเหลว 1465 (oC) 2533 1330 โซเดยี มคลอไรด ์ ของแข็งสขี าว ไม่นา 801 (NaCl) - สารประกอบ แคลเซยี ม ของแข็งสขี าว ไม่นา 1418 ไอออนิก ฟลอู อไรด ์ โพแทสเซยี มไอโอ ของแข็งสขี าว ไม่นา 681 ไดด ์(Kl) ไม่นา 192 (สลายตวั ) นา้ ตาลทราย ของแข็งสขี าว สาร เอทานอล ของเหลวใส ไม่นา -114.1 78.3 โคเวเลนต ์ ไม่มสี ี ไม่นา -259 -253 แกส๊ ไฮโดรเจน แกส๊ ไม่มสี ี ไม่มกี ลนิ่

35 ตารางแสดงสมบตั บิ างประการของสาร (ตอ่ ) สมบตั ขิ องสาร สาร ตวั อย่าง ลกั ษณะที่ การนา จดุ จุดเดอื ด ปรากฎ ไฟฟ้ า หลอมเหลว (oC) (oC) สารโครง เพชร (C) ของแข็งใส ไม่นา 3550 4830 ผลกึ - ไม่มสี ี รา่ งตาขา่ ย แกรไฟต ์ (C) ของแข็งสดี า นา 3727* 3640 เหล็ก (Fe) ของแข็งสเี งนิ นา 1535 2750 วาว นา 1085 2572 นา 1857 2672 โลหะ ทองแดง (Cu) ของแข็งสี น้าตาลแดง โครเมยี ม (Cr) ของแข็งสเี งนิ วาว

36 แรงยดึ เหนี่ยวระหวา่ งโมเลกลุ (Intermolecular force) 1. แรงแวนเดอรว์ าลส ์ 2. พนั ธะไฮโดรเจน

37 1. แรงแวนเดอรว์ าลส ์ ◼ เกดิ ขนึ้ ได ้ 2 ลกั ษณะ ◼ เกดิ จากแรงยดึ เหนี่ยวระหวา่ งโมเลกลุ ไม่มขี ว้ั ◼ เกดิ จากแรงยดึ เหนี่ยวระหวา่ งโมเลกลุ มขี วั้

แรงยดึ เหนี่ยวระหวา่ งโมเลกลุ ไมม่ ขี ว้ั ◼ แรงลอนดอน (London force) ◼ เกดิ จากมอี เิ ล็กตรอนในโมเลกลุ ไม่สม่าเสมอ ◼ ทอี่ เิ ล็กตรอนหนาแน่นจะมสี ภาพไฟฟ้ าเป็ นลบ ◼ เหนี่ยวนาใหโ้ มเลกลุ อนื่ เกดิ สภาพเชน่ นีต้ อ่ ไป ◼ มคี วามแข็งแรงนอ้ ยมาก 38

แรงยดึ เหนี่ยวระหวา่ งโมเลกลุ มขี ว้ั ◼ แรงลอนดอนและแรงดงึ ดดู ระหวา่ งขว้ั (dipole- dipole force) ◼ เกดิ ขนึ้ ระหวา่ งขวั้ ไฟฟ้ าในโมเลกลุ กบั ขว้ั ตรง ขา้ มของอกี โมเลกลุ ◼ แข็งแรงมากกวา่ แรงลอนดอน 39

2. พนั ธะไฮโดรเจน ◼ เกดิ ขนึ้ ระหวา่ งโมเลกลุ มขี ว้ั ◼ เกดิ จากไฮโดรเจนในโมเลกลุ กบั อะตอมทมี่ ี EN สงู ๆซงึ่ มี อเิ ล็กตรอนคโู่ ดดเดยี่ วทอี่ ย่ใู นอกี โมเลกลุ ◼ อะตอมทมี่ ี EN สงู ๆ จะเกดิ ขวั้ ไฟฟ้ าลบ สว่ นไฮโดรเจนจะ เกดิ ขว้ั ไฟฟ้ าบวก 40

41