Chemical bond

พนั ธะเคมี

บทนีค้ วรใชเ้ วลาสอนประมาณ 25 ช่วั โมง 1 ชั่วโมง 9 ชัว่ โมง  สญั ลักษณแ์ บบจดุ ของลิวอสิ และกฎออกเตต 11 ช่วั โมง  พันธะไอออนิก 2 ช่วั โมง  พนั ธะโคเวเลนต์ 2 ชั่วโมง  พนั ธะโลหะ  การใช้ประโยชน์ของสารประกอบไอออนกิ สารโคเวเลนต์ และโลหะ

พนั ธะโคเวเลนต์ o การเกดิ พนั ธะโคเวเลนต์ o สูตรโมเลกุลและชอื่ ของสารโคเวเลนต์ o ความยาวพันธะและพลังงานพนั ธะของสารโคเวเลนต์ o รูปร่างโมเลกุลโคเวเลนต์ o สภาพขว้ั ของโมเลกุลโคเวเลนต์ o แรงยดึ เหนยี่ วระหว่างโมเลกุลและสมบัติของสารโคเวเลนต์ o สารโคเวเลนตร์ า่ งตาข่าย

 ความยาวพนั ธะและพลงั งานพนั ธะของสารโคเวเลนต์ จุดประสงค์การเรยี นรู้ 1. วเิ คราะหแ์ ละเปรยี บเทยี บความยาวพันธะและพลังงานพนั ธะในสารโคเวเลนต์ 2. คาํ นวณพลังงานที่เก่ียวขอ้ งกับปฏิกริ ิยาของสารโคเวเลนต์จากพลังงานพนั ธะ สอ่ื การเรียนรูแ้ ละแหล่งการเรียนรู้ - วีดทิ ศั น์หรือกราฟแสดงการเปล่ยี นแปลงพลังงานในการเกิดโมเลกุลแก๊สไฮโดรเจน



 ความยาวพนั ธะ คือ ระยะห่างระหว่าง 2 อะตอม ทที่ าํ ให้เกดิ พนั ธะโคเวเลนต์  พลงั งานพนั ธะ คอื พลงั งานทีใ่ ช้ในการทําลายพนั ธะใหแ้ ตกสลาย ดังนนั้ ความยาวพนั ธะและพลังงานพันธะ เป็นตวั บง่ บอกถงึ ความแขง็ แรงของพนั ธะ o ความยาวพนั ธะน้อย แข็งแรง o พลังงานพนั ธะมาก AB AB

 เรโซแนนซ์ คือ การท่อี ิเล็กตรอนท่เี ปน็ ส่วนหนึ่งของพนั ธะคู่ไม่ได้อยู่เฉย ๆ ทต่ี าํ แหน่งใดตําแหนง่ หนึ่ง แตจ่ ะสามารถเคล่ือนท่ีในโมเลกุลได้ การเคลอ่ื นยา้ ยตาํ แหน่งของอิเล็กตรอนค่รู ว่ มพันธะในโมเลกุลท่ีเขยี นโครงสรา้ งแบบลิวอสิ ได้ มากกว่า 2 แบบ เรยี กว่า เรโซแนนซ์ และเรยี กโครงสรา้ งลวิ อสิ แต่ละแบบวา่ โครงสร้างเรโซแนนซ์ และเรียกโครงสร้างผสมของโครงสรา้ งเรโซแนนซ์ทุกโครงสรา้ งว่า โครงสรา้ งเรโซแนนซผ์ สม



โครงสรา้ งเรโซแนนซ์ โครงสรา้ งเรโซแนนซผ์ สม

ตารางแสดงความยาวพนั ธะเฉล่ยี และพลงั งานพนั ธะเฉล่ยี

 การคานวณพลงั งานในการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าจากพลงั งานพนั ธะ ปฏิกริ ยิ าเคมที เี่ กีย่ วข้องกับกระบวนการสลายพันธะในสารตั้งตน้ และการสร้างพันธะเกดิ เปน็ ผลิตภณั ฑ์ สร้าง คาย สลาย ดูด โดยการสลายพนั ธะเป็นกระบวนการดูดพลังงาน (E1) ซึ่งมคี ่าเป็น + และการสร้างพนั ธะเปน็ กระบวนการคายพลังงาน (E2) ซ่ึงมคี ่าเป็น - และพลงั งานของปฏิกริ ิยา ( H) คาํ นวณได้จากผลรวมของ E1 และ E2 ดังสมการ H = E1 + E2

 การคานวณพลงั งานในการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าจากพลงั งานพนั ธะ โดยเราสามารถคํานวณพลังงานท่ีใช้ในการเกิดปฏิกิรยิ าจากพลงั งานพนั ธะ ตวั อย่าง จงคาํ นวณว่าการสลายโมเลกลุ C3H8 ตอ้ งใชพ้ ลังงานเท่าไหร่

ตวั อยา่ ง พลงั งานท่ใี ชใ้ นการสลายปฏิกริ ยิ าสนั ดาป C3H8 มคี า่ เทา่ ไหร่

 รูปรา่ งโมเลกลุ โคเวเลนต์  สภาพขว้ั ของโมเลกลุ โคเวเลนต์ จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ 1. คาดคะเนรูปรา่ งโมเลกลุ โคเวเลนต์โดยใชท้ ฤษฎกี ารผลกั ระหว่างคอู่ ิเล็กตรอนในวงเวเลนซ์ 2. เขียนแสดงทศิ ทางขว้ั พันธะและทิศทางขั้วของโมเลกลุ รวมทง้ั ระบสุ ภาพขว้ั ของโมเลกลุ โคเวเลนต์ สื่อการเรยี นรูแ้ ละแหล่งการเรียนรู้ - แบบจาํ ลองโครงสร้างสามมิติหรือโปรแกรมสาํ เร็จรปู ที่ใชใ้ นการศกึ ษารูปรา่ งโมเลกุลของ โมเลกุลโคเวเลนตท์ ม่ี ีรูปร่างโมเลกุลต่างกัน เช่น โมเลกลุ น้ํา (H2O) คารบ์ อนไดออกไซด์ (CO2) แอมโมเนีย (NH3) โบรอนไตรฟลูออไรด์ (BF3)

กจิ กรรม 3.2 การจดั ตวั ของลกู โป่งกบั รูปรา่ งโมเลกลุ โคเวเลนต์ จุดประสงค์ของกจิ กรรม 1. อธบิ ายและเขยี นแสดงรูปทรงเรขาคณิตของลูกโป่งที่ผกู ขัว้ ติดกนั 2. บอกรูปร่างโมเลกลุ โคเวเลนต์จากการเปรียบเทียบกับรปู ร่างของลูกโป่งทผ่ี ูกข้ัวติดกัน เวลาท่ใี ช้ 10 นาที - อภปิ รายกอ่ นทาํ กิจกรรม 20 นาที - ทาํ กิจกรรม 30 นาที - อภปิ รายหลังทํากจิ กรรม รวม 60 นาที

วสั ดอุ ปุ กรณ์ ปรมิ าณตอ่ กลมุ่ 8 ลกู รายการ 2 ลูก ลูกโปง่ สีที่หนงึ่ 1 อัน ลกู โปง่ สที ่ีสอง เครือ่ งสบู ลมลูกโปง่





https://www.youtube.com/watch?v=Ndw-YlhcgeM&t=17s

 รูปรา่ งโมเลกลุ โคเวเลนต์ เราใช้แบบจาํ ลองของ VSEPR ในการทาํ นายรปู รา่ งโมเลกุลของสสาร โดย เราจะพิจารณาแรงผลกั ระหวา่ งอเิ ลก็ ตรอน เราจะพิจารณาระหว่างอิเลก็ ตรอนคโู่ ดดเด่ียว กบั อิเล็กตรอนคู่โดดเดีย่ ว เราจะพิจารณาระหว่างอเิ ล็กตรอนคโู่ ดดเดย่ี ว กบั อเิ ลก็ ตรอนคู่รว่ มพนั ธะ เราจะพจิ ารณาระหว่างอิเลก็ ตรอนคูร่ ว่ มพนั ธะ กับ อเิ ล็กตรอนครู่ ่วมพันธะ

เราจะใช้สญั ลักษณ์ ABx Ey ในการบง่ บอกรูปรา่ งโมเลกุล โดย A เปน็ อะตอมกลาง B เปน็ อะตอมล้อมรอบ จาํ นวน x อะตอม E เป็นอิเลก็ ตรอนค่โู ดดเด่ียวของอะตอมกลาง จาํ นวน y คู่







 สภาพขว้ั ของโมเลกลุ โคเวเลนต์  ขว้ั คอื การกระจายของอเิ ลก็ ตรอนที่ไม่สมํ่าเสมอ ทาํ ให้เกดิ เป็นเหมอื นกบั ขวั้ บวก – ขั้วลบ ออ่ นๆ  พนั ธะมขี ว้ั คือ พันธะระหวา่ งอะตอม 2 อะตอมท่ีมคี ่า EN ไม่เท่ากนั  โมเลกลุ มีขว้ั คอื เวกเตอรท์ หี่ ักล้างกันไม่หมด







 แรงยดึ เหน่ียวระหวา่ งโมเลกลุ และสมบตั ขิ องสารโคเวเลนต์ จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ - ระบชุ นดิ ของแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลโคเวเลนต์และเปรยี บเทียบจุดหลอมเหลว จุดเดือด และการละลายนาํ้ ของสารโคเวเลนต์

 แรงยดึ เหน่ียวระหว่างโมเลกลุ และสมบตั ขิ องสารโคเวเลนต์ ขว้ั ชวั่ คราว แรงยึดเหนี่ยวระหวา่ งโมเลกุลโคเวเลนต์ มผี ลตอ่ จดุ เดือด – จุดหลอมเหลว ของสารประกอบ o แรงลอนดอน หรือ แรงแผ่กระจาย หรือเรยี กรวมได้ว่า แรงแผก่ ระจายลอนดอน เปน็ แรงทอี่ อ่ นมาก เกิดในโมเลกุลทีไ่ มม่ ขี ้วั แต่เมื่ออิเล็กตรอนเกิดการกระจายตวั ไม่สม่าํ เสมอชั่วขณะหน่ึง จะเกิดเปน็ ขว้ั ชว่ั คราวขึน้ ทําใหเ้ กดิ แรงดึงดูดอยา่ งอ่อนระหว่างโมเลกลุ ซึง่ ก็คอื แรงลอนดอน

ขว้ั ถาวร o แรงระหว่างขว้ั เกดิ จาก การดึงดูดกันระหว่างขั้ว + _ กบั ของโมเลกุลมขี ้ัวเทา่ นั้น

ขว้ั ท่แี รงมาก o พนั ธะไฮโดรเจน เกดิ จาก H จับกบั ธาตุท่ีมีคา่ EN สงู : F , O , N , Cl , Br + _ มาก มาก ซ่งึ เม่อื จับกนั แลว้ จะมคี วามแข็งแรงมาก คลา้ ยกับพนั ธะเลย ดังนนั้ จึงเรียกวา่ พนั ธะไฮโดรเจน แตจ่ รงิ ๆแล้วไมใ่ ชพ่ นั ธะ แต่เปน็ แรงยดึ เหนี่ยวระหวา่ งโมเลกลุ เพราะแขง็ แรงคล้ายกับพนั ธะเท่าน้ัน

 สารโคเวเลนตโ์ ครงรา่ งตาข่าย จดุ ประสงค์การเรียนรู้ - สืบคน้ ขอ้ มูล อธิบายสมบตั ิ และนาํ เสนอตัวอยา่ งของสารโคเวเลนตโ์ ครงร่างตาขา่ ย ชนดิ ตา่ ง ๆ สอ่ื การเรียนรแู้ ละแหล่งการเรียนรู้ - แบบจาํ ลองสามมิติหรอื ภาพประกอบตัวอย่างโครงสร้างของสารโคเวเลนต์ โครงรา่ งตาข่าย

 สารโคเวเลนตโ์ ครงรา่ งตาข่าย - เปน็ สารท่ีมีจดุ เดอื ดและจุดหลอมเหวสูงมาก เชน่ เพชร แกรไ์ ฟต์ ซึ่งจะไม่พบในสถานะของเหลวหรือแก๊สท่ีอุณหภูมิและความดันปกติ ท้ังที่เป็นสารโคเวเลนซ์ ของธาตุคาร์บอน ท้ังนี้เน่ืองจากพันธะโคเวเลนซ์ในเพชร และแกร์ไฟต์มีการเช่ือมต่อกันอย่าง ตอ่ เน่อื งเป็นโครงร่างตาขา่ ย ทําให้การหลอมเหลวหรือการเดือดของสารท้ังสองต้องใชพ้ ลงั งาน สงู กวา่ พลังงานพันธะโคเวเลนซ์ระหวา่ งอะตอมคาร์บอน

 สารโคเวเลนตโ์ ครงรา่ งตาข่าย - สารที่มพี นั ธะโคเวเลนซเ์ ช่อื ต่อกันเปน็ โครงร่างตาข่าย เรียกว่า สารโคเวเลนซ์โครงร่างตาข่าย โดยสารโคเวเลนซ์โครงร่างตาข่ายท่ีมีโครงสร้างต่างกัน ทําให้สารบางชนิดมีหลายอัญรูป เช่น เพชร แกร์ไฟต์ เป็นอัญรูปของคาร์บอนที่มีโครงสร้าง และสมบตั ิตา่ งกัน โดยเพชรมีโครงสร้างเป็นทรงสีหนา้ เชอ่ื มต่อกันใน 3 มติ ิ มสี มบัติไม่นาํ ไฟฟ้า แตแ่ กร์ไฟต์มโี ครงสร้างเป็นวงกหเหล่ยี มเชอ่ื มต่อกันใน 2 มติ ิ เปน็ ชัน้ ๆ มสี มบตั ินาํ ไฟฟา้



กจิ กรรม 3.3 สบื คน้ ขอ้ มูลเกย่ี วกบั สารโคเวเลนตโ์ ครงรา่ งตาข่าย จุดประสงคข์ องกจิ กรรม - สืบคน้ ขอ้ มลู และนําเสนอตัวอย่างโครงสรา้ ง สมบตั แิ ละการนาํ ไปใช้ประโยชน์ของ สารโคเวเลนต์โครงร่างตาข่าย เวลาท่ีใช้ 10 นาที - อภิปรายก่อนทาํ กจิ กรรม 30 นาที - ทํากจิ กรรม 20 นาที - อภปิ รายหลังทาํ กิจกรรม รวม 60 นาที

พนั ธะโลหะ o การเกิดพันธะโลหะ o สมบตั ขิ องโลหะ จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ - อธิบายการเกดิ พันธะโลหะและสมบัตขิ องโลหะ สอ่ื การเรียนรูแ้ ละแหล่งการเรยี นรู้ - วดี ทิ ัศน์หรือภาพประกอบเกี่ยวกบั การเกิดพันธะโลหะและแบบจําลองทะเลอเิ ล็กตรอน

ใหน้ กั เรยี นยกตัวอยา่ งโลหะ และการนําไปใชป้ ระโยชน์ในชีวติ ประจําวัน และใชค้ ําถาม ว่าโลหะท่ยี กตวั อย่างนั้นมสี มบัติใดท่เี หมาะสมกบั การนาํ ไปใช้ประโยชน์ เช่น เหล็ก นาํ มาใช้เป็นโครงสรา้ งของอาคารบ้านเรือนเนอ่ื งจากมีความแข็ง ทองแดง นาํ มาใชท้ ําสายไฟฟา้ เนื่องจากสามารถนาํ ไฟฟา้ ได้ จากนนั้ อภิปรายร่วมกนั เพ่ือให้สรุปไดว้ ่า โลหะสว่ นใหญ่เป็นของแขง็ มีจุดเดอื ด และจดุ หลอมเหลวสูง ผวิ มันวาว สามารถนําไฟฟา้ และนําความรอ้ นได้

 การเกดิ พนั ธะโละหะ แบบจําลองทะเลอเิ ลก็ ตรอนในการเกดิ พันธะโลหะ

 สมบตั ขิ องโละหะ อะตอมของโลหะอยู่คอ่ นข้างชิดกันและเรียงตอ่ เนือ่ งกันไม่มีสนิ้ สดุ โดยมีอิเลก็ ตรอนเคลนื่ ท่ี ไปทว่ั ชนิ้ โลหะ ทาํ ใหโ้ ลหะมสี มบัติเฉพาะตวั หลายประการท่แี ตกต่างจากสารอืน่ o โลหะมีจุดเดือด จุดหลอมเหลวสงู o โลหะมผี วิ มนั วาวและสามารถสะท้อนแสงได้ o โลหะนาํ ไฟฟ้าและนําความร้อนได้ดี o โลหะสามารถตีออกเป็นแผ่นและดึงเป็นเส้นได้

การใชป้ ระโยชนข์ องสารประกอบไอออนิก สารโคเวเลนต์ และโลหะ จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. เปรยี บเทยี บสมบตั ิบางประการของสารประกอบไอออนิก สารโคเวเลนต์ และโลหะ 2. สบื ค้นข้อมูล และนาํ เสนอตวั อยา่ งการใช้ประโยชน์ของสารประกอบไอออนิก สารโคเวเลนต์ และโลหะไดอ้ ย่างเหมาะสม

พนั ธะไอออนิก เกิดจากการยึดเหน่ียวระหว่างประจุไฟฟา้ ของไอออนบวกกับไอออนลบซึ่งส่วน ใหญ่ไอออนบวกเกิดจากโลหะเสียอิเล็กตรอนและไอออนลบเกิดจากอโลหะรับ อิเล็กตรอนเกิดเป็น สารประกอบไอออนกิ ที่ส่วนใหญเ่ ปน็ ผลึกของแขง็ เปราะ มีจดุ หลอมเหลวและจุดเดอื ดสูงละลายนํ้าได้ ไมน่ ําไฟฟา้ เม่อื เป็นของแข็ง แต่นาํ ไฟฟา้ ได้เมื่อหลอมเหลวหรอื ละลายในน้ํา

พนั ธะโคเวเลนต์ เกิดจากการยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมธาตุ 2 อะตอม ซึ่งส่วนใหญ่เป็นธาตุ อโลหะโดยใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนร่วมกัน เกิดเปน็ สารโคเวเลนต์ทส่ี ่วนใหญ่มีจุดหลอมเหลว และจุดเดือด ต่าํ ไม่ละลายนํ้า และไม่นําไฟฟา้ ส่วนสารที่มีพันธะโคเวเลนต์ตอ่ เน่ืองกันไปในสามมิติเปน็ สารโคเวเลนต์ โครงร่างตาข่ายท่มี จี ดุ หลอมเหลวและจุดเดือดสูง

พนั ธะโลหะ เกิดจากการยึดเหนี่ยวระหว่างโปรตอนในนิวเคลียสกับเวเลนซ์อิเล็กตรอนท่ี เคลื่อนทไ่ี ปทัว่ ทงั้ ชิ้นโลหะ โดยโลหะสว่ นใหญเ่ ป็นของแข็ง มผี ิวมันวาว ตเี ป็นแผน่ หรอื ดงึ เป็นเส้นได้ นาํ ความรอ้ น และนําไฟฟ้าได้ดมี จี ดุ หลอมเหลวและจุดเดือดสูง

กจิ กรรม 3.4 สบื คน้ ขอ้ มูลเกย่ี วกบั ประโยชนข์ องสารประกอบไอออนิก สารโคเวเลนต์ และโลหะ จดุ ประสงคข์ องกิจกรรม - สืบค้นขอ้ มูลและนาํ เสนอตัวอยา่ งการนาํ สารประกอบไอออนิก สารโคเวเลนต์ และโลหะ ไปใชป้ ระโยชนต์ ามสมบัตขิ องพนั ธะไอออนกิ พนั ธะโคเวเลนต์ และพนั ธะโลหะ เวลาทใี่ ช้ - อภปิ รายกอ่ นทาํ กิจกรรม 10 นาที - ทาํ กิจกรรม 30 นาที - อภิปรายหลังทาํ กิจกรรม 20 นาที รวม 60 นาที

THANK YOU