(คู่มือ) หนังสือเรียนสสวท เพิ่มเติมเคมี1

เคมีเล่ม 1 บทที่ 2 | อะตอมและสมบัตขิ องธาตุ 137 14.3 ธาตุ E ควรมพี ลังงานไอออไนเซชันล�ำ ดับท่ี 1 สูงหรือตำ่�กว่าธาตุ F ธาตุ E ควรมพี ลงั งานไอออไนเซชนั ล�ำ ดับที่ 1 สงู กว่า F 15. จงเขียนสมการตอ่ ไปนี้ให้สมบูรณ์ 15.1 13 C 12 C + 1 n 4 4 0 15.2 11 Ac 115 Ac + 0 e 6 +1 15.3 226 Ac 2 2827 Fr + 4 He 89 2 16. ไอโซโทปกัมมันตรงั สชี นิดหนึ่งจ�ำ นวน 20 g เม่อื เวลาผ่านไป 2 ชวั่ โมง ไอโซโทปนัน้ เหลอื อยู่ 1.25 g คร่งึ ชีวติ ของไอโซโทปน้มี คี า่ เท่าใด สมมตวิ ่าไอโซโทปธาตุน้ีมีครงึ่ ชีวิต a ชัว่ โมง a ชัว่ โมง a ชั่วโมง 20.0 g 10.0 g 5.0 g มวลไอโซโทปเริ่มต้น a ชั่วโมง 2.5 g a ช่วั โมง 1.25 g จะเห็นว่า 4a = 2 ช่วั โมง a = 0.5 ชัว่ โมง หรอื 30 นาที ดงั น้ันคร่ึงชีวิตของไอโซโทปนี้เท่ากับ 0.5 ชั่วโมง 17. จากการทดลองพบว่าเมื่อเวลาผา่ นไป 120 วัน จะมซี เี ซยี ม–137 เหลอื อย ู่ 300 กรมั ถา้ ครง่ึ ชวี ิตของซีเซียม–137 เท่ากับ 30 วัน จงหาว่าเม่อื เรม่ิ ต้นมซี ีเซยี ม–137 อยูเ่ ท่าใด สมมตวิ ่าเมอื่ เรมิ่ ทดลองมี Cs-137 อย ู่ a สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 2 | อะตอมและสมบัติของธาตุ เคมีเลม่ 1 138 30 วนั a g 30 วนั ag ag 2 4 มวลไอโซโทปเริม่ ต้น 30 วัน ag 8 30 วัน ag 16 จะได้วา่ a g = 300 g 16 a = 16 × 300 g = 4.8 × 103 g ดงั น้นั เม่อื เร่มิ ทดลองมี Cs-137 อยู่ 4.8 × 103 กรัม หรือ 4.8 กโิ ลกรัม 18. จงเขียนสมการนวิ เคลียรแ์ สดงการเปล่ียนแปลงเมือ่ ทอเรียม–232 แผ่รังสีแอลฟา 23920Th 228 Ra + 4 He 88 2 19. ถา้ Pb –214 สลายตัวใหร้ งั สตี า่ ง ๆ ดังแผนภาพ 21842 Pb X + β Y + β Z + α X Y และ Z มีสญั ลกั ษณน์ ิวเคลยี ร์เป็นอยา่ งไร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมีเล่ม 1 บทท่ี 2 | อะตอมและสมบตั ิของธาตุ 139 สลายตวั ข้ันท่ี 1 28124Pb 2 8134 X + β เขยี นสมการนวิ เคลียร์ได้ดงั น ี้ 2 1842 Pb 2 8134 Bi + -01 e ดงั นน้ั X คือ 2 8134 Bi สลายตวั ขน้ั ท่ี 2 214 Bi 2 8144 Y + β 83 เขยี นสมการนิวเคลียรไ์ ด้ดังน้ี 2 8134 Bi 28144 Po + -01 e ดงั นน้ั X คือ 2 8144 Po สลายตวั ข้ันที่ 3 28144Po 2 8120 Z + α เขยี นสมการนวิ เคลยี รไ์ ด้ดงั น้ี 2 1844 Po 2 8120 Pb + 42 He ดงั น้นั X คอื 2 8120 Pb 20. ยกตัวอยา่ งประโยชน์และโทษของโลหะปรอท มาอย่างละ 3 ตวั อยา่ ง ประโยชน์ เชน่ ท�ำ เทอรม์ อมเิ ตอร์ บารอมเิ ตอร์ ท�ำ หลอดฟลอู อเรสเซนต์ ใชผ้ ลติ ยาฆา่ เชอ้ื รา โทษของปรอท เชน่ เปน็ พษิ ตอ่ รา่ งกาย เชน่ ท�ำ ใหเ้ กดิ โรคมนิ ามาตะ เปน็ พษิ กบั พชื เปน็ พษิ กบั สตั ว์น�้ำ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 3 | พันธะเคมี เคมี เลม่ 1 140 บทที่ 3 พนั ธะเคมี ipst.me/7704 ผลการเรยี นรู้ 1. อธิบายการเกดิ ไอออนและการเกิดพันธะไอออนิก โดยใช้แผนภาพหรือสญั ลกั ษณแ์ บบจุด ของลวิ อิส 2. เขยี นสตู รและเรียกชอ่ื สารประกอบไอออนิก 3. คำ�นวณพลังงานท่ีเก่ียวข้องกับปฏิกิริยาการเกิดสารประกอบไอออนิกจากวัฏจักรบอร์น- ฮาเบอร์ 4. อธบิ ายสมบตั ขิ องสารประกอบไอออนิก 5. เขียนสมการไอออนิกและสมการไอออนิกสทุ ธขิ องปฏกิ ริ ยิ าของสารประกอบไอออนกิ 6. อธิบายการเกิดพนั ธะโคเวเลนต์แบบพนั ธะเด่ยี ว พันธะคู่ และพนั ธะสาม ด้วยโครงสร้าง ลวิ อสิ 7. เขยี นสตู รและเรียกช่ือสารโคเวเลนต์ 8. วิเคราะห์และเปรียบเทียบความยาวพันธะและพลังงานพันธะในสารโคเวเลนต์​​​​ร​​ วมทั้ง คำ�นวณพลังงานที่เกยี่ วข้องกับปฏิกริ ยิ าของสารโคเวเลนต์จากพลังงานพันธะ 9. คาดคะเนรูปร่างโมเลกุลโคเวเลนต์โดยใช้ทฤษฎีการผลักระหว่างคู่อิเล็กตรอนในวงเวเลนซ์ และระบุสภาพขั้วของโมเลกุลโคเวเลนต์ 10. ระบุชนิดของแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลโคเวเลนต์ และเปรียบเทียบจุดหลอมเหลว จุดเดอื ด และการละลายน้ำ�ของสารโคเวเลนต์ 11. สบื ค้นขอ้ มูลและอธบิ ายสมบัตขิ องสารโคเวเลนตโ์ ครงรา่ งตาขา่ ยชนดิ ตา่ ง ๆ 12. อธบิ ายการเกิดพันธะโลหะและสมบตั ขิ องโลหะ 13. เปรียบเทียบสมบัติบางประการของสารประกอบไอออนิก สารโคเวเลนต์ และโลหะ สบื ค้นขอ้ มลู และนำ�เสนอตวั อย่างการใชป้ ระโยชน์ของสารประกอบไอออนกิ สารโคเวเลนต์ และ โลหะ ได้อย่างเหมาะสม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 1 บทท่ี 3 | พันธะเคมี 141 การวเิ คราะหผ์ ลการเรียนรู้ จุดประสงค์การเรยี นรู้ 1. เขียนสญั ลักษณแ์ บบจดุ ของลิวอิสของธาตุและไอออน และระบไุ ดว้ ่าธาตหุ รือไอออนน้นั เปน็ ไปตามกฎออกเตต ทกั ษะกระบวนการ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ - - 1. ความใจกวา้ ง 2. การใชว้ จิ ารณญาณ ผลการเรียนรู้ 1. อธบิ ายการเกดิ ไอออนและการเกดิ พนั ธะไอออนกิ โดยใชแ้ ผนภาพหรอื สญั ลกั ษณแ์ บบจดุ ของลวิ อสิ จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ 1. อธบิ ายการเกดิ ไอออนและการเกดิ พนั ธะไอออนกิ โดยใชแ้ ผนภาพหรอื สญั ลกั ษณแ์ บบจดุ ของลวิ อสิ 2. อธบิ ายโครงสรา้ งของสารประกอบไอออนกิ ทกั ษะกระบวนการ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ - - 1. ความใจกวา้ ง 2. การใชว้ จิ ารณญาณ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 3 | พนั ธะเคมี เคมี เลม่ 1 142 ผลการเรยี นรู้ 2. เขยี นสตู รและเรยี กชอ่ื สารประกอบไอออนกิ จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. เขยี นสตู รและเรยี กชอ่ื สารประกอบไอออนกิ ทกั ษะกระบวนการ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ - - 1. ความใจกวา้ ง 2. การใชว้ จิ ารณญาณ ผลการเรยี นรู้ 3. คำ�นวณพลังงานท่เี ก่ยี วข้องกับปฏิกิริยาการเกิดสารประกอบไอออนิกจากวัฏจักรบอร์น- ฮาเบอร์ จดุ ประสงค์การเรียนรู้ 1. คำ�นวณพลังงานท่เี ก่ยี วข้องกับปฏิกิริยาการเกิดสารประกอบไอออนิกจากวัฏจักรบอร์น- ฮาเบอร์ ทกั ษะกระบวนการ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ - 1. การใชจ้ �ำ นวน 1. ความใจกวา้ ง 2. การใชว้ จิ ารณญาณ ผลการเรียนรู้ 4. อธบิ ายสมบตั ขิ องสารประกอบไอออนกิ จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ 1. อธบิ ายสมบตั บิ างประการของสารประกอบไอออนกิ ทกั ษะกระบวนการ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ - 1. การตคี วามหมายขอ้ มลู 1. ความใจกวา้ ง และลงขอ้ สรปุ 2. การใชว้ จิ ารณญาณ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 1 บทท่ี 3 | พันธะเคมี 143 ผลการเรียนรู้ 5. เขยี นสมการไอออนกิ และสมการไอออนกิ สทุ ธขิ องปฏกิ ริ ยิ าของสารประกอบไอออนกิ จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ 1. เขยี นสมการไอออนกิ และสมการไอออนกิ สทุ ธขิ องปฏกิ ริ ยิ าของสารประกอบไอออนกิ ทกั ษะกระบวนการ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ 1. การทดลอง 1. ความรว่ มมอื การท�ำ งาน 1. ความใจกวา้ ง เปน็ ทมี และภาวะผนู้ �ำ 2. การใชว้ จิ ารณญาณ ผลการเรยี นรู้ 6. อธบิ ายการเกดิ พนั ธะโคเวเลนตแ์ บบพนั ธะเดย่ี ว พนั ธะคู่ และพนั ธะสาม ดว้ ยโครงสรา้ ง ลวิ อสิ จุดประสงค์การเรยี นรู้ 1. อธบิ ายการเกดิ พนั ธะโคเวเลนตแ์ บบพนั ธะเดย่ี ว พนั ธะคู่ และพนั ธะสาม ดว้ ยโครงสรา้ ง ลวิ อสิ ทกั ษะกระบวนการ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ - - 1. ความใจกวา้ ง 2. การใชว้ จิ ารณญาณ ผลการเรยี นรู้ 7. เขยี นสตู รและเรยี กชอ่ื สารโคเวเลนต์ จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. เขยี นสตู รและเรยี กชอ่ื สารโคเวเลนต์ ทกั ษะกระบวนการ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ - - 1. ความใจกวา้ ง 2. การใชว้ จิ ารณญาณ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 3 | พันธะเคมี เคมี เลม่ 1 144 ผลการเรียนรู้ 8. วิเคราะห์และเปรยี บเทียบความยาวพันธะและพลงั งานพันธะในสารโคเวเลนต์ รวมทง้ั ค�ำ นวณพลงั งานทเ่ี กย่ี วขอ้ งกบั ปฏกิ ริ ยิ าของสารโคเวเลนตจ์ ากพลงั งานพนั ธะ จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ 1. วเิ คราะหแ์ ละเปรยี บเทยี บความยาวพนั ธะและพลงั งานพนั ธะในสารโคเวเลนต์ 2. ค�ำ นวณพลงั งานทเ่ี กย่ี วขอ้ งกบั ปฏกิ ริ ยิ าของสารโคเวเลนตจ์ ากพลงั งานพนั ธะ ทกั ษะกระบวนการ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ - 1. การใชจ้ �ำ นวน 1. ความใจกวา้ ง 2. การตคี วามหมายขอ้ มลู 2. การใชว้ จิ ารณญาณ และลงขอ้ สรปุ ผลการเรยี นรู้ 9. คาดคะเนรปู รา่ งโมเลกลุ โคเวเลนตโ์ ดยใชท้ ฤษฎกี ารผลกั ระหวา่ งคอู่ เิ ลก็ ตรอนในวงเวเลนซ์ และระบสุ ภาพขว้ั ของโมเลกลุ โคเวเลนต์ จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ 1. คาดคะเนรปู รา่ งโมเลกลุ โคเวเลนตโ์ ดยใชท้ ฤษฎกี ารผลกั ระหวา่ งคอู่ เิ ลก็ ตรอนในวงเวเลนซ์ 2. เขยี นแสดงทศิ ทางขั้วพนั ธะและทศิ ทางข้วั ของโมเลกุล รวมทง้ั ระบุสภาพข้วั ของโมเลกลุ โคเวเลนต์ ทกั ษะกระบวนการ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ 1. การสงั เกต 1. ความรว่ มมอื การท�ำ งาน 1. ความใจกวา้ ง 2. การสรา้ งแบบจ�ำ ลอง เปน็ ทมี และภาวะผนู้ �ำ 2. การใชว้ จิ ารณญาณ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 1 บทที่ 3 | พนั ธะเคมี 145 ผลการเรียนรู้ 10.ระบุชนิดของแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลโคเวเลนต์ และเปรียบเทียบจุดหลอมเหลว จุดเดอื ด และการละลายน้ำ�ของสารโคเวเลนต์ จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. ระบุชนิดของแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลโคเวเลนต์ และเปรียบเทียบจุดหลอมเหลว จดุ เดอื ด และการละลายน�ำ้ ของสารโคเวเลนต์ ทกั ษะกระบวนการ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ - 1. การตคี วามหมายขอ้ มลู 1. ความใจกวา้ ง และลงขอ้ สรปุ 2. การใชว้ จิ ารณญาณ ผลการเรียนรู้ 11.สบื คน้ ขอ้ มลู และอธบิ ายสมบตั ขิ องสารโคเวเลนตโ์ ครงรา่ งตาขา่ ยชนดิ ตา่ ง ๆ จุดประสงค์การเรยี นรู้ 1. สบื คน้ ขอ้ มลู อธบิ ายสมบตั ิ และน�ำ เสนอตวั อยา่ งของสารโคเวเลนตโ์ ครงรา่ งตาขา่ ยชนดิ ตา่ ง ๆ ทกั ษะกระบวนการ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ - 1. การสอ่ื สารสารสนเทศและ 1. ความใจกวา้ ง การรเู้ ทา่ ทนั สอ่ื 2. การใชว้ จิ ารณญาณ 2. ความรว่ มมอื การท�ำ งาน 3. การเหน็ คณุ คา่ ทาง เปน็ ทมี และภาวะผนู้ �ำ วทิ ยาศาสตร์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 3 | พันธะเคมี เคมี เล่ม 1 146 ผลการเรยี นรู้ 12. อธบิ ายการเกดิ พันธะโลหะและสมบตั ิของโลหะ จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. อธบิ ายการเกดิ พนั ธะโลหะและสมบตั ขิ องโลหะ ทกั ษะกระบวนการ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ - - 1. ความใจกวา้ ง 2. การใชว้ จิ ารณญาณ ตัวชีว้ ัด 13. เปรียบเทียบสมบัติบางประการของสารประกอบไอออนกิ สารโคเวเลนต์ และโลหะ สบื คน้ ขอ้ มลู และน�ำ เสนอตวั อยา่ งการใชป้ ระโยชนข์ องสารประกอบไอออนกิ สารโคเวเลนต์ และโลหะ ไดอ้ ย่างเหมาะสม จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. เปรียบเทียบสมบตั ิบางประการของสารประกอบไอออนกิ สารโคเวเลนต์ และโลหะ 2. สบื คน้ ขอ้ มลู และน�ำ เสนอตวั อยา่ งการใชป้ ระโยชนข์ องสารประกอบไอออนกิ สารโคเวเลนต์ และโลหะ ได้อย่างเหมาะสม ทกั ษะกระบวนการ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ - 1. การสอ่ื สารสารสนเทศและ 1. ความใจกวา้ ง การรเู้ ทา่ ทนั สอ่ื 2. การใชว้ จิ ารณญาณ 2. ความรว่ มมอื การท�ำ งาน 3. การเหน็ คณุ คา่ ทาง เปน็ ทมี และภาวะผนู้ �ำ วทิ ยาศาสตร์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 1 บทท่ี 3 | พนั ธะเคมี 147 สญั ลกั ษณแ์ บบจดุ ของ ผังมโนทศั น์ กฎออกเตต ลวิ อสิ บทที่ 3 พนั ธะเคมี สมการไอออนกิ และ เวเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอน สมการไอออนกิ สทุ ธิ พนั ธะเคมี แบบจ�ำ ลอง ทะเลอเิ ลก็ ตรอน พนั ธะไอออนกิ พนั ธะโลหะ โลหะ สารประกอบไอออนกิ พนั ธะโคเวเลนต์ สารโคเวเลนต์ • ผวิ มนั วาว • ตเี ปน็ แผน่ หรอื ดงึ เปน็ เสน้ ได้ สตู รของ • จดุ หลอมเหลวและจดุ เดอื ดสงู สารประกอบ • น�ำ ความรอ้ นและน�ำ ไฟฟา้ ไดด้ ี วฏั จกั ร สตู ร แรงยดึ เหนย่ี ว บอรน์ -ฮาเบอร์ โมเลกลุ ระหวา่ งโมเลกลุ • ผลกึ เปน็ ของแขง็ เปราะ • แรงแผก่ ระจายลอนดอน • จดุ หลอมเหลวและจดุ เดอื ดสงู • แรงระหวา่ งขว้ั • ละลายน�ำ้ ได้ • พนั ธะไฮโดรเจน • ไมน่ �ำ ไฟฟา้ เมอ่ื เปน็ ของแขง็ แต่ น�ำ ไฟฟา้ ไดเ้ มอ่ื หลอมเหลว หรอื • จดุ หลอมเหลวและจดุ เดอื ดต�ำ่ ละลายในน�ำ้ • ไมล่ ะลายน�ำ้ • ไมน่ �ำ ไฟฟา้ โมเลกลุ โมเลกลุ ไมม่ ขี ว้ั มขี ว้ั สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 3 | พันธะเคมี เคมี เลม่ 1 148 สาระสำ�คัญ สารในชีวิตประจำ�วนั สว่ นใหญ่ไมอ่ ยใู่ นรูปอะตอมเดย่ี ว แต่จะประกอบด้วยหลายอะตอม ซ่ึง อาจเป็นอะตอมชนิดเดียวกันหรอื อะตอมตา่ งชนิดกัน ยดึ เหนย่ี วกนั ด้วยพนั ธะเคมี โดยพนั ธะเคมมี ี 3 ประเภท ได้แก่ พันธะไอออนกิ พนั ธะโคเวเลนต์ และพนั ธะโลหะ เกดิ เป็นสารประกอบไอออนกิ สารโคเวเลนต์ และโลหะ ตามล�ำ ดบั พันธะไอออนิกเกิดจากการยึดเหนี่ยวระหว่างประจุไฟฟ้าของไอออนบวกกับไอออนลบ ซึ่ง ส่วนใหญ่ไอออนบวกเกิดจากโลหะเสียอิเล็กตรอนและไอออนลบเกิดจากอโลหะรับอิเล็กตรอน เกิด เป็นสารประกอบไอออนิกที่ส่วนใหญ่เป็นผลึกของแข็ง เปราะ มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง ละลายน้�ำ ได้ ไม่นำ�ไฟฟา้ เม่ือเปน็ ของแข็ง แต่นำ�ไฟฟ้าไดเ้ มอ่ื หลอมเหลวหรือละลายในนำ�้ พันธะโคเวเลนตเ์ กิดจากการยดึ เหน่ียวระหว่างอะตอมธาตุ 2 อะตอม ซ่งึ สว่ นใหญ่เป็นธาตุ อโลหะ โดยการใช้เวเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอนรว่ มกนั เกิดเปน็ สารโคเวเลนตท์ ีส่ ว่ นใหญม่ จี ดุ หลอมเหลวและ จดุ เดือดต�ำ่ ไม่ละลายน�้ำ และไม่นำ�ไฟฟ้า สว่ นสารท่ีมีพันธะโคเวเลนต์ต่อเนื่องกันไปในสามมติ ิเป็น สารโคเวเลนต์โครงร่างตาขา่ ยทีม่ ีจุดหลอมเหลวและจดุ เดือดสงู พันธะโลหะเกิดจากการยึดเหน่ียวระหว่างโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอมธาตุโลหะกับ เวเลนซอ์ ิเลก็ ตรอนท่เี คลอ่ื นท่ีไปทั่วทงั้ ช้ินโลหะ โดยโลหะสว่ นใหญเ่ ป็นของแขง็ มผี ิวมนั วาว ตีเป็น แผ่นหรือดึงเปน็ เส้นได้ น�ำ ความร้อนและนำ�ไฟฟ้าได้ดี มจี ดุ หลอมเหลวและจดุ เดอื ดสูง การท่สี ารประกอบไอออนกิ สารโคเวเลนต์ และโลหะ มีสมบตั ิเฉพาะตัวบางประการท่ตี ่างกัน จึงสามารถนำ�มาใชป้ ระโยชน์ในดา้ นตา่ ง ๆ ไดต้ ามความเหมาะสม เวลาที่ใช้ บทน้ีควรใช้เวลาสอนประมาณ 25 ชว่ั โมง 3.1 สญั ลักษณ์แบบจุดของลิวอิสและกฎออกเตต 1 ชั่วโมง 3.2 พนั ธะไอออนกิ 9 ชัว่ โมง 3.3 พันธะโคเวเลนต ์ 11 ช่วั โมง 3.4 พันธะโลหะ 2 ช่วั โมง 3.5 การใช้ประโยชนข์ องสารประกอบไอออนกิ สารโคเวเลนต์ และโลหะ 2 ช่ัวโมง ความรกู้ ่อนเรียน อะตอม ไอออน การจัดเรียงอิเลก็ ตรอน เวเลนซ์อเิ ลก็ ตรอน และสมบตั ขิ องธาตหุ มหู่ ลกั ตามตารางธาตุ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 1 บทท่ี 3 | พนั ธะเคมี 149 ตรวจสอบความรกู้ ่อนเรยี น 1. จบั คู่การจัดเรยี งอเิ ลก็ ตรอนของอะตอมและไอออนทก่ี ำ�หนดใหต้ ่อไปน้ี …ข… 1.1 P ก. 1s22s22p6 …ง… 1.2 K ข. [Ne]3s23p3 …ค… 1.3 I- ค. [Kr]5s24d105p6 …จ… 1.4 Cl- ง. [Ne]3s23p64s1 …ก… 1.5 Al3+ จ. [Ne]3s23p6 2. ใส่เครื่องหมาย หน้าข้อความที่ถูกต้อง และใส่เครื่องหมาย หน้าข้อความ ที่ไม่ถกู ต้อง … ... 2.1 อะตอม Cl มีขนาดใหญ่กว่าไอออน Cl- อะตอม Cl เมอ่ื รับอิเลก็ ตรอนเกดิ เปน็ Cl- จะมีจ�ำ นวนอเิ ลก็ ตรอนเพิ่มขน้ึ ท�ำ ให้ ขอบเขตของกลุม่ หมอกอเิ ล็กตรอนขยายออกไปจากเดมิ ดังนั้นไอออนลบจงึ มี ขนาดใหญ่กวา่ อะตอมเดมิ … … 2.2 ไอออน K+ มขี นาดเลก็ กวา่ ไอออน Cl- … ... 2.3 ธาตุสมมติ A B และ C อย่ใู นหม่เู ดียวกนั เรยี งจากบนลงลา่ งของตารางธาตุ ธาตุสมมติ A มีขนาดอะตอมใหญ่ท่ีสุด ธาตุในหมู่เดียวกันเม่ือเลขอะตอมเพ่ิมข้ึนจำ�นวนโปรตอนในนิวเคลียสและ จ�ำ นวนระดับพลังงานทมี่ ีอิเลก็ ตรอนจะเพ่มิ ขน้ึ ดว้ ย อเิ ล็กตรอนทีอ่ ย่ชู ้นั ในจึง เป็นคล้ายฉากกั้นแรงดึงดูดระหว่างโปรตอนในนิวเคลียสและเวเลนซ์ อิเล็กตรอน ทำ�ให้แรงดึงดูดต่อเวเลนซ์อิเล็กตรอนมีน้อย เป็นผลให้ธาตุใน หมูเ่ ดยี วกนั มขี นาดอะตอมใหญข่ นึ้ ตามเลขอะตอม … ... 2.4 ธาตุที่มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁸ มีเวเลนซ์ อเิ ลก็ ตรอนเทา่ กบั 8 เวเลนซ์อิเล็กตรอนเป็นอิเล็กตรอนวงนอกสุดหรือชั้นนอกสุด ซึ่งในที่นี้ระดับ พลังงานนอกสดุ คือ 4s ดังนั้น ธาตุมีเวเลนซอ์ ิเลก็ ตรอนเทา่ กับ 2 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 3 | พันธะเคมี เคมี เลม่ 1 150 … ... 2.5 ไอออน O2- มีจำ�นวนเวเลนซอ์ ิเล็กตรอนมากกว่าไอออน Na+ O2- มกี ารจัดเรยี งอเิ ล็กตรอนเป็น 1s22s22p6 Na+ มกี ารจดั เรยี งอเิ ล็กตรอนเปน็ 1s22s22p6 ดังน้นั ไอออน O2- และ Na+ มีจำ�นวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากนั … ... 2.6 ธาตุทม่ี เี ลขอะตอม 12 มเี วเลนซ์อเิ ลก็ ตรอนเทา่ กบั 2 … ... 2.7 ธาตุ Be Mg และ Ca มจี ำ�นวนเวเลนซ์อเิ ลก็ ตรอนเท่ากนั … … 2.8 ไอออน K+ มกี ารจัดเรยี งอิเลก็ ตรอนเปน็ 2 8 8 2 K+ มกี ารจัดเรยี งอิเล็กตรอนเปน็ 1s22s22p63s23p6 หรือ 2 8 8 … ... 2.9 ธาตุ Na มคี ่าอเิ ล็กโทรเนกาติวติ ีตำ่�กวา่ ธาตุ Cl … ... 2.10คา่ พลงั งานไอออไนเซชันลำ�ดับที่ 1 เรียงจากมากไปน้อยได้ดงั น้ี N > O > F และ O > S > Se พลังงานไอออไนเซชันลำ�ดับที่ 1 ของธาตุตามคาบ มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตาม เลขอะตอม ดังนัน้ จงึ เรยี งลำ�ดับได้เปน็ F > N > O สว่ นพลังงานไอออไนเซชันล�ำ ดบั ท่ี 1 ของธาตุตามหมู่ มีแนวโนม้ ลดลงเม่ือ เลขอะตอมเพม่ิ ขน้ึ ดังนัน้ จึงเรยี งลำ�ดบั ได้เป็น O > S > Se สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 1 บทท่ี 3 | พนั ธะเคมี 151 3.1 สญั ลักษณ์แบบจดุ ของลิวอิสและกฎออกเตต จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ เขยี นสญั ลกั ษณแ์ บบจดุ ของลวิ อสิ ของธาตแุ ละไอออน และระบไุ ดว้ า่ ธาตหุ รอื ไอออนนน้ั เปน็ ไป ตามกฎออกเตต ความเข้าใจคลาดเคล่อื นที่อาจเกิดข้ึน ความเข้าใจคลาดเคลื่อน ความเข้าใจที่ถูกต้อง จุ ด ใ น สั ญ ลั ก ษ ณ์ แ บ บ จุ ด ข อ ง ลิ ว อิ ส แ ส ด ง จุ ด ใ น สั ญ ลั ก ษ ณ์ แ บ บ จุ ด ข อ ง ลิ ว อิ ส แ ส ด ง อิเล็กตรอนทั้งหมด เช่น Na มีอิเล็กตรอน เฉพาะเวเลนซ์อิเล็กตรอน เช่น Na มี 1 ทั้งหมด 1 อิเล็กตรอน เวเลนซ์อิเล็กตรอน แนวการจดั การเรียนรู้ 1. ครใู หน้ กั เรยี นยกตวั อยา่ งสตู รเคมขี องสารตา่ ง ๆ ทน่ี กั เรยี นรจู้ กั ทง้ั นส้ี ารทย่ี กตวั อยา่ งควรมี ทง้ั ธาตุ สารประกอบ และธาตหุ มู่ VIIIA หรอื แกส๊ มสี กลุ เชน่ O2 CO2 H2O NaCl He แลว้ ตง้ั ค�ำ ถามวา่ สตู รเคมขี องสารทย่ี กตวั อยา่ งมาสว่ นใหญป่ ระกอบดว้ ยธาตเุ พยี ง 1 อะตอม หรอื มากกวา่ 1 อะตอม ซง่ึ ควรไดค้ �ำ ตอบวา่ สารสว่ นใหญป่ ระกอบดว้ ยธาตมุ ากกวา่ 1 อะตอม จากนน้ั เชอ่ื มโยงเขา้ สคู่ วามหมาย ของพนั ธะเคมวี า่ เปน็ การยดึ เหนย่ี วกนั ของอะตอมหรอื ไอออนในสาร 2. ครใู ชค้ �ำ ถามทบทวนความรเู้ ดมิ วา่ ธาตหุ มู่ VIIIA หรอื แกส๊ มสี กลุ เชน่ He Ne ซง่ึ อยใู่ น รปู อะตอมเดย่ี วมจี �ำ นวนเวเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอนเปน็ เทา่ ใด และบรรจเุ ตม็ ออรบ์ ทิ ลั ในระดบั พลงั งานหลกั หรอื ไม่ ซง่ึ ควรไดค้ �ำ ตอบวา่ He มี 2 เวเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอน Ne มี 8 เวเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอน และเตม็ ออรบ์ ทิ ลั ในระดบั พลงั งานหลกั ท�ำ ใหอ้ ะตอมแกส๊ มสี กลุ มคี วามเสถยี ร 3. ครใู หน้ กั เรยี นพจิ ารณารปู 3.1 แลว้ อธบิ ายวา่ จดุ ในสญั ลกั ษณแ์ บบจดุ ของลวิ อสิ แสดงเวเลนซ์ อเิ ลก็ ตรอน เชน่ He มี 2 จดุ แสดงวา่ มี 2 เวเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอน Na มี 1 จดุ แสดงวา่ มี 1 เวเลนซ์ อเิ ลก็ ตรอน จากนน้ั อธบิ ายวธิ กี ารเขยี นสญั ลกั ษณแ์ บบจดุ ของลวิ อสิ โดยเขยี นจดุ เดย่ี วทง้ั 4 ดา้ นรอบ สญั ลกั ษณข์ องธาตกุ อ่ น แลว้ จงึ เตมิ จดุ ใหเ้ ปน็ คู่ 4. ครใู หน้ กั เรยี นพจิ ารณาสญั ลกั ษณแ์ บบจดุ ของลวิ อสิ ของ Na และ Cl แลว้ ตง้ั ค�ำ ถามวา่ ถา้ จะทำ�ให้จำ�นวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนของธาตุท้งั สองเท่ากับของอะตอมแกส๊ มสี กลุ ซ่งึ เสถยี รจะทำ�ไดง้ า่ ย ทส่ี ดุ อยา่ งไร และจะไดจ้ �ำ นวนเวเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอนเทา่ กบั แกส๊ มสี กลุ ใด ซง่ึ ควรไดค้ �ำ ตอบวา่ Na ให้ 1 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 3 | พันธะเคมี เคมี เล่ม 1 152 อเิ ลก็ ตรอนเกดิ เปน็ ไอออน Na+ และมจี �ำ นวนเวเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอนเทา่ กบั Ne สว่ น Cl รบั 1 อเิ ลก็ ตรอน เกดิ เปน็ ไอออน Cl- และมจี �ำ นวนเวเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอนเทา่ กบั Ar จากนน้ั อธบิ ายเพม่ิ เตมิ วา่ หลกั การ ที่อะตอมของธาตุอื่น ๆ มีแนวโน้มที่จะรวมตัวกันเพื่อที่จะทำ�ให้แต่ละอะตอมมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน เทา่ กบั 8 เรยี กหลกั การนว้ี า่ กฎออกเตต 5. ครใู หน้ กั เรยี นตอบค�ำ ถามเพอ่ื ตรวจสอบความเขา้ ใจ ตรวจสอบความเข้าใจ 1. เขยี นสญั ลกั ษณแ์ บบจดุ ของลวิ อสิ ของไอออน Ca²+ [ Ca ]2+ 2. สญั ลกั ษณแ์ บบจดุ ของลวิ อสิ ของธาตสุ มมตติ อ่ ไปน ้ี X เปน็ ของธาตหุ มใู่ ด หมู่ VIA 3. สญั ลกั ษณแ์ บบจดุ ของลวิ อสิ ในขอ้ 1 และ 2 มเี วเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอนเปน็ ไปตามกฎออกเตต หรอื ไม่ ขอ้ 1 เปน็ ไปตามกฎออกเตต สว่ นขอ้ 2 ไมเ่ ปน็ ไปตามกฎออกเตต 6. ครอู ธบิ ายวา่ สารทไ่ี มอ่ ยใู่ นรปู อะตอมเดย่ี ว มพี นั ธะเคมยี ดึ เหนย่ี วระหวา่ งอะตอมหรอื ไอออน โดยที่อะตอมของธาตุอาจมีการให้อิเล็กตรอน รับอิเล็กตรอน หรือใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน ทำ�ให้เกิด พนั ธะเคมี 3 ประเภท ไดแ้ ก่ พนั ธะไอออนกิ พนั ธะโคเวเลนต์ และพนั ธะโลหะ แนวทางการวัดและประเมินผล 1. ความรเู้ กย่ี วกบั พนั ธะเคมี สญั ลกั ษณแ์ บบจดุ ของลวิ อสิ และกฎออกเตต จากการอภปิ ราย การท�ำ แบบฝกึ หดั และการทดสอบ 2. จิตวิทยาศาสตร์ด้านความใจกว้างและการใช้วิจารณญาณ จากการสังเกตพฤติกรรมใน การอภปิ ราย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 1 บทที่ 3 | พันธะเคมี 153 3.2 พนั ธะไอออนิก 3.2.1 การเกิดพนั ธะไอออนิก 3.2.2 สตู รเคมแี ละชื่อของสารประกอบไอออนกิ จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้ 1. อธบิ ายการเกดิ ไอออนและการเกดิ พันธะไอออนกิ โดยใชแ้ ผนภาพหรอื สญั ลกั ษณแ์ บบจุด ของลิวอิส 2. อธิบายโครงสร้างของสารประกอบไอออนิก 3. เขยี นสูตรและเรยี กชื่อสารประกอบไอออนิก ความเข้าใจคลาดเคล่ือนทอ่ี าจเกดิ ข้ึน ความเข้าใจคลาดเคลื่อน ความเข้าใจที่ถูกต้อง พันธะระหว่างธาตุโลหะกับธาตุอโลหะเป็น พั น ธ ะ ร ะ ห ว่ า ง ธ า ตุ โ ล ห ะ กั บ ธ า ตุ อ โ ล ห ะ พันธะไอออนิกเท่านั้น บางชนิดอาจเป็นพันธะโคเวเลนต์ เช่น AlCl₃ BeCl₂ สือ่ การเรยี นรแู้ ละแหล่งการเรียนรู้ แบบจ�ำ ลองหรอื ภาพโครงผลกึ ของสารประกอบไอออนกิ แนวการจดั การเรยี นรู้ 1. ครยู กตวั อยา่ งสตู รเคมขี องสารประกอบไอออนกิ เชน่ NaCl CaF₂ KI แลว้ ตง้ั ค�ำ ถามวา่ สารทย่ี กตวั อยา่ งประกอบดว้ ยธาตอุ งคป์ ระกอบชนดิ ใด ซง่ึ ควรไดค้ �ำ ตอบวา่ ประกอบดว้ ยธาตโุ ลหะ กบั ธาตอุ โลหะ จากนน้ั ครอู ธบิ ายวา่ ธาตโุ ลหะมพี ลงั งานไอออไนเซชนั ต�ำ่ จงึ เสยี อเิ ลก็ ตรอนเกดิ เปน็ ไอออนบวกไดง้ า่ ย สว่ นธาตอุ โลหะมคี า่ สมั พรรคภาพอเิ ลก็ ตรอนสงู จงึ รบั อเิ ลก็ ตรอนเกดิ เปน็ ไอออนลบ ไอออนบวกและไอออนลบมีประจุไฟฟ้าต่างกันจึงยึดเหน่ียวกันด้วยแรงดึงดูดระหว่างประจุไฟฟ้า เรยี กการยดึ เหนย่ี วนว้ี า่ พนั ธะไอออนกิ และเรยี กสารทเ่ี กดิ จากพนั ธะไอออนกิ วา่ สารประกอบไอออนกิ 2. ครูอธิบายการเกิดพันธะไอออนิกโดยเริ่มจากเขียนการจัดเรียงอิเล็กตรอน แบบจำ�ลอง อะตอมของโบร์ และสัญลักษณ์แบบจุดของลิวอิสของ Na และ Na+ แล้วให้นักเรียนพิจารณา สญั ลกั ษณแ์ บบจดุ ของลวิ อสิ ของ Na พบวา่ มี 1 จดุ และเมอ่ื เสยี อเิ ลก็ ตรอน สญั ลกั ษณแ์ บบจดุ ของ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 3 | พันธะเคมี เคมี เล่ม 1 154 ลวิ อสิ ของ Na+ จะแสดงจดุ 8 จดุ ซง่ึ เปน็ เวเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอนชน้ั ถดั ไป และมจี �ำ นวนเวเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอน เปน็ ไปตามกฎออกเตต 3. ครใู หน้ กั เรยี นเขยี นการจดั เรยี งอเิ ลก็ ตรอน แบบจ�ำ ลองอะตอมของโบร์ และสญั ลกั ษณแ์ บบจดุ ของลวิ อสิ ของ Cl และ Cl- จากนน้ั ใหพ้ จิ ารณาสญั ลกั ษณแ์ บบจดุ ของลวิ อสิ ของ Cl พบวา่ มี 7 จดุ และ เมอ่ื รบั อเิ ลก็ ตรอน สญั ลกั ษณแ์ บบจดุ ของลวิ อสิ ของ Cl- จะแสดงจดุ 8 จดุ เปน็ ไปตามกฎออกเตต 4. ครอู ธบิ ายการเกดิ สารประกอบโซเดยี มคลอไรด์ (NaCl) โดยใชแ้ บบจ�ำ ลองอะตอมของโบร์ และสญั ลกั ษณแ์ บบจดุ ของลวิ อสิ แสดงการใหแ้ ละรบั อเิ ลก็ ตรอนระหวา่ ง Na และ Cl เกดิ เปน็ Na+ และ Cl- ซง่ึ มปี ระจไุ ฟฟา้ ตา่ งกนั จงึ ยดึ เหนย่ี วกนั ดว้ ยแรงดงึ ดดู ระหวา่ งประจไุ ฟฟา้ เกดิ เปน็ NaCl 5. ครใู หน้ กั เรยี นตอบค�ำ ถามเพอ่ื ตรวจสอบความเขา้ ใจ ตรวจสอบความเข้าใจ เขียนแผนภาพแสดงการให้และรับอิเล็กตรอนของอะตอมธาตุในการเกิดสารประกอบ แมกนเี ซยี มฟลอู อไรด์ (MgF₂) โดยใชแ้ บบจ�ำ ลองอะตอมของโบรแ์ ละสญั ลกั ษณแ์ บบจดุ ของลวิ อสิ F + Mg + F [ F ]- [ Mg ]²+ [ F ]- MgF₂ 6. ครูและนักเรียนอภิปรายร่วมกันเกี่ยวกับโครงสร้างของสารประกอบไอออนิก โดยให้ นักเรียนพิจารณาจากแบบจำ�ลองหรือภาพโครงผลึกของสารในรูป 3.2 เพื่อให้ได้ข้อสรุปว่า สารประกอบไอออนิกในสถานะของแข็งอย่ใู นรูปผลึกท่มี ีไอออนบวกและไอออนลบยึดเหน่ยี วกันด้วย พนั ธะไอออนกิ อยา่ งตอ่ เนอ่ื งกนั ไปทง้ั สามมติ เิ ปน็ โครงผลกึ และไมอ่ ยใู่ นรปู โมเลกลุ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 1 บทท่ี 3 | พนั ธะเคมี 155 7. ครใู หน้ กั เรยี นท�ำ แบบฝกึ หดั 3.1 เพอ่ื ทบทวนความรู้ 8. ครนู �ำ เขา้ สกู่ ารศกึ ษาเรอ่ื งสตู รเคมขี องสารประกอบไอออนกิ โดยใหน้ กั เรยี นพจิ ารณาตาราง 3.1 แลว้ ตง้ั ค�ำ ถามวา่ ประจขุ องไอออนสมั พนั ธก์ บั เลขหมขู่ องธาตใุ นตารางธาตหุ รอื ไม่ อยา่ งไร ซง่ึ ควร ไดค้ �ำ ตอบวา่ ประจขุ องไอออนมคี วามสมั พนั ธก์ บั เลขหมขู่ องธาตุ โดยธาตหุ มู่ IA IIA และ IIIA เมอ่ื เปน็ ไอออนจะเปน็ ไอออนบวกทม่ี ปี ระจตุ ามเลขหมู่ สว่ นธาตหุ มู่ VA VIA และ VIIA เมอ่ื เปน็ ไอออน จะเปน็ ไอออนลบทม่ี ปี ระจุ X – 8 เมอ่ื X คอื เลขหมขู่ องธาตอุ โลหะ 9. ครใู หน้ กั เรยี นตอบค�ำ ถามชวนคดิ ชวนคิด 1. ในสารประกอบหลายชนิด ธาตุไฮโดรเจนเกิดเป็นไอออน H+ การเกิดไอออนนี้ของธาตุ ไฮโดรเจนสอดคลอ้ งกบั การเกดิ ประจขุ องธาตหุ มใู่ ด หมู่ IA 2. ในสารประกอบไอออนกิ บางชนดิ ธาตไุ ฮโดรเจนอาจเปน็ ไอออน H- การเกดิ ไอออนนข้ี อง ธาตไุ ฮโดรเจนสอดคลอ้ งกบั การเกดิ ประจขุ องธาตหุ มใู่ ด หมู่ VIIA 3. จากสมบตั กิ ารเกดิ ประจใุ นขอ้ 1 และ 2 ควรจดั ธาตไุ ฮโดรเจนใหอ้ ยใู่ นต�ำ แหนง่ ใดของตารางธาตุ เพราะเหตใุ ด ธาตไุ ฮโดรเจนควรอยใู่ นต�ำ แหนง่ กง่ึ กลางและมเี สน้ ปะเชอ่ื มระหวา่ งหมู่ IA และหมู่ VIIA เนอ่ื งจากการเกดิ เปน็ ไอออนคลา้ ยกบั การเกดิ ไอออนของธาตหุ มู่ IA และหมู่ VIIA ความรเู้ พม่ิ เตมิ ส�ำ หรบั ครู เมอ่ื ธาตไุ ฮโดรเจนแสดงสมบตั บิ างประการคลา้ ยกบั ธาตหุ มู่ VIIA ซง่ึ เปน็ ธาตอุ โลหะจะ เกดิ ไอออนเปน็ H- ซง่ึ เมอ่ื ยดึ เหนย่ี วกบั ไอออนบวกของโลหะแลว้ สามารถเกดิ เปน็ สารประกอบ ไอออนกิ ได้ เชน่ CaH2 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 3 | พนั ธะเคมี เคมี เล่ม 1 156 10. ครตู ้ังคำ�ถามน�ำ วา่ เมือ่ ทราบประจุของไอออนบวกและไอออนลบแล้ว ไอออนดังกล่าว รวมตวั กนั ดว้ ยอตั ราสว่ นเทา่ ใดในการเกดิ เปน็ สารประกอบไอออนกิ 11. ครูอาจให้นักเรียนทำ�กิจกรรมเพ่ือศึกษาอัตราส่วนการรวมตัวของไอออนในสารประกอบ ไอออนกิ ดงั ตวั อยา่ งกจิ กรรม 1 ซง่ึ เปน็ ตวั อยา่ งกจิ กรรมเสนอแนะส�ำ หรบั ครดู งั น้ี กจิ กรรมเสนอแนะส�ำ หรบั ครู ตวั อยา่ งกจิ กรรม 1 เรอ่ื ง อตั ราสว่ นการรวมตวั ของไอออนในสารประกอบไอออนกิ วสั ดแุ ละอปุ กรณ์ 1. กระดาษแขง็ 2. ปากกาเมจกิ 3. กรรไกร วธิ ที �ำ กจิ กรรม 1. ตดั กระดาษสีและใชป้ ากกาเมจกิ เขยี นไอออนของสารลงบนกระดาษที่ตดั โดยกำ�หนด ลกั ษณะของกระดาษและไอออนดงั ตาราง (ไอออนละ 3 ชน้ิ ) ประจุ รูปแบบของกระดาษ ไอออน -1 F- I- -2 S2- O2- -3 N3- สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 1 บทท่ี 3 | พนั ธะเคมี 157 ประจุ รูปแบบของกระดาษ ไอออน Na+ Ag+ +1 Cu+ Li+ +2 Ba2+ Cu2+ Al3+ +3 2. ให้นักเรียนทำ�กิจกรรมโดยนำ�กระดาษสีที่เป็นไอออนบวกและไอออนลบต่อกันให้เกิด เป็นรูปสี่เหลี่ยม เช่น สารประกอบที่เกิดจาก Na+ กับ S2- จะต้องใช้กระดาษที่เขียน Na+ 2 แผ่น และกระดาษที่เขียน S2- 1 แผ่น Na+ S2- Na+ ตวั อยา่ งผลการท�ำ กจิ กรรม ผลรวมของประจไุ อออนบวกกบั ผลรวมของประจไุ อออนลบเมอ่ื น�ำ มารวมกนั แลว้ ได้ เทา่ กบั ศนู ย์ เชน่ สารประกอบทเ่ี กดิ จาก Na+ กบั S2- จะตอ้ งใชก้ ระดาษทเ่ี ขยี น Na+ 2 แผน่ และกระดาษทเ่ี ขยี น S2- 1 แผน่ ท�ำ ใหม้ ผี ลรวมประจขุ องไอออนบวกเทา่ กบั +2 และผลรวม ของไอออนลบเทา่ กบั -2 เมอ่ื รวมประจทุ ง้ั สองจะไดเ้ ปน็ 0 ดงั นน้ั อตั ราสว่ นของจ�ำ นวน Na+ ตอ่ S2- เปน็ 2:1 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 3 | พนั ธะเคมี เคมี เล่ม 1 158 12. ครใู ห้นักเรียนพิจารณาตาราง 3.2 แล้วอธิบายวา่ จากการทโี่ ครงสรา้ งของสารประกอบ ไอออนกิ มไี อออนบวกและไอออนลบอยตู่ อ่ เนอ่ื งกนั ไปทง้ั สามมติ ิ ไมส่ ามารถแยกเปน็ โมเลกลุ ได้ ดงั นน้ั จึงใช้สูตรเอมพิริคัลแสดงอัตราส่วนอย่างต่ำ�ของจำ�นวนไอออนที่เป็นองค์ประกอบ โดยเขียน สญั ลักษณข์ องธาตุหรอื กลมุ่ ธาตทุ เ่ี ปน็ ไอออนบวกไว้ขา้ งหนา้ ตามด้วยไอออนลบ และแสดงอตั ราส่วน อย่างต่ำ�ของไอออนที่เป็นองค์ประกอบโดยเขียนตัวเลขอารบิกห้อยท้ายไอออนนั้น ทั้งนี้ในกรณีที่ จำ�นวนไอออนเปน็ 1 ไม่ต้องเขยี น โดยอัตราส่วนอยา่ งตำ่�ของไอออนต้องท�ำ ให้ผลรวมของประจเุ ป็น ศูนย์ โดยครูยกตวั อย่างการเขียนสูตรสารประกอบไอออนกิ เช่น Cs+ รวมกบั S2- ดว้ ยอัตราสว่ นอย่างตำ่� 2:1 จงึ เขยี นสตู รได้เปน็ Cs2S Ba2+ รวมกบั I- ด้วยอตั ราสว่ นอยา่ งตำ่� 1:2 จงึ เขียนสูตรได้เปน็ BaI2 Ca2+ รวมกับ O2- ด้วยอัตราสว่ นอย่างตำ�่ 1:1 จึงเขียนสตู รได้เป็น CaO Al3+ รวมกบั O2- ดว้ ยอตั ราส่วนอยา่ งต่ำ� 2:3 จงึ เขยี นสูตรได้เปน็ Al2O3 NH4+ รวมกบั SO42- ดว้ ยอตั ราสว่ นอยา่ งต�ำ่ 2:1 จงึ เขียนสูตรได้เป็น (NH4)2SO4 13. ครใู หน้ ักเรียนสังเกตว่า การเขียนสูตรสารประกอบไอออนกิ เช่น Al2O3 ไดจ้ ากการไขว้ ตัวเลขประจขุ อง O มาเป็นตัวเลขห้อยของ Al และตัวเลขประจุของ Al มาเปน็ ตวั เลขห้อยของ O Al3+ O2- +3 -2 Al2O3 กรณที ีก่ ารไขว้ตวั เลขแล้วท�ำ ให้ได้ตวั เลขหอ้ ยทีย่ ังไม่เป็นอัตราส่วนอยา่ งต�ำ่ ต้องปรบั ให้เปน็ อตั ราส่วน อย่างต่ำ�ก่อน เช่น Ca2+ รวมกับ O2- เม่อื ไขว้ตัวเลขจะได้เป็น Ca2O2 ซึง่ ตอ้ งปรับใหเ้ ป็นอตั ราสว่ น อย่างต�่ำ จึงได้สตู รสารประกอบเปน็ CaO 14. ครูใหน้ ักเรยี นตอบค�ำ ถามเพื่อตรวจสอบความเขา้ ใจ ตรวจสอบความเขา้ ใจ สารประกอบไอออนกิ ทเ่ี กดิ จากธาตุ X ซง่ึ อยหู่ มู่ IIA กบั ธาตุ Y ซง่ึ อยหู่ มู่ VA จะมสี ตู รเอมพริ คิ ลั เปน็ อยา่ งไร X อยหู่ มู่ IIA เมอ่ื เปน็ ไอออนจะมปี ระจเุ ปน็ +2 และ Y อยหู่ มู่ VA เมอ่ื เปน็ ไอออนจะมปี ระจุ เปน็ -3 ดงั นน้ั สตู รเอมพริ คิ ลั จงึ เปน็ X3Y2 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 1 บทที่ 3 | พนั ธะเคมี 159 15. ครูอธิบายการเรียกชื่อสารประกอบไอออนิกซึ่งจำ�เป็นต้องทราบชื่อของไอออนบวกและ ไอออนลบ ดงั ตาราง 3.3 โดยชใ้ี หเ้ หน็ วา่ ชือ่ ของไอออนบวกเรียกตามช่ือธาตแุ ลว้ ลงท้ายด้วยค�ำ ว่า ไอออน สว่ นไอออนลบเรยี กช่ือธาตโุ ดยเปล่ียนท้ายเสยี งเปน็ ไ-ด์ (-ide) แลว้ ลงทา้ ยด้วยคำ�วา่ ไอออน และไอออนท่ีเปน็ กลมุ่ อะตอมมีชื่อเรียกเฉพาะ ดงั ตาราง 3.4 โดยกล่มุ อะตอมทีเ่ ปน็ ไอออนบวก ลงทา้ ยดว้ ย เ-ยี ม (-ium) ส่วนกลุ่มอะตอมท่เี ปน็ ไอออนลบอาจลงท้ายเสยี งดว้ ย ไ-ด์ (-ide) ไ-ต์ (-ite) หรอื เ-ต (-ate) 16. ครูอธบิ ายการเรียกช่ือสารประกอบไอออนกิ ดังตาราง 3.5 โดยเรียกชอื่ ไอออนบวกแล้ว ตามดว้ ยชอ่ื ไอออนลบโดยตดั คำ�ว่า ไอออน ออก 17. ครูอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเรียกชื่อสารประกอบไอออนิกของธาตุโลหะที่เกิดเป็น ไอออนบวกได้หลายค่า โดยให้นักเรียนพิจารณาจากรูป 3.3 ซึ่งส่วนใหญ่พบในกรณีที่เป็น สารประกอบไอออนกิ ของโลหะแทรนซชิ ัน ดงั น้นั ช่ือสารประกอบที่เกิดจากโลหะท่ีมีเลขออกซิเดชนั มากกว่า 1 คา่ ต้องระบุตวั เลขประจุหรือเลขออกซเิ ดชนั ของไอออนโลหะน้ันเป็นเลขโรมนั ในวงเลบ็ โดยให้นกั เรียนศึกษาการเรียกชอ่ื จากตาราง 3.6 18. ครูอาจให้นักเรียนทำ�กิจกรรมเพื่อศึกษาสูตรเคมีและชื่อของสารประกอบไอออนิก ดัง ตัวอย่างกิจกรรม 2 ซ่ึงเป็นตัวอย่างกจิ กรรมเสนอแนะส�ำ หรับครูดงั น้ี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 3 | พันธะเคมี เคมี เล่ม 1 160 กจิ กรรมเสนอแนะส�ำ หรบั ครู ตวั อยา่ งกจิ กรรม 2 เรอ่ื ง เกมสตู รเคมแี ละชอ่ื ของสารประกอบไอออนกิ วสั ดแุ ละอปุ กรณ์ 1. กระดาษแขง็ 2. ปากกาเมจกิ 3. กรรไกร วธิ ที �ำ กจิ กรรม 1. พิมพ์แบบลูกบาศก์ลงบนกระดาษแข็งและใช้ปากกาเมจิกเขียนไอออนดังรูป Li+ Cl - K+ Ca2+ Mg2+ OH- O2- NO3- Al3+ PO43- NH4+ CO32- 2. ตดั กระดาษตามแบบแลว้ สรา้ งเปน็ ลกู บาศกเ์ พอ่ื แจกนกั เรยี นกลมุ่ ละ 1 ชดุ (2 ลกู บาศก์ ตามขอ้ 1) 3. ใหน้ กั เรยี นโยนลกู บาศก์ 2 ลกู พรอ้ มกนั แลว้ เขยี นสตู รเคมแี ละชอ่ื ของสารประกอบ ไอออนกิ ใหไ้ ดม้ ากทส่ี ดุ ภายในเวลา 1 นาที สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 1 บทท่ี 3 | พนั ธะเคมี 161 ตัวอยา่ งผลการท�ำ กจิ กรรม ไอออนบวก ไอออนลบ สูตร ชื่อสารประกอบ LiCl ลิเทยี มคลอไรด์ Li+ Cl- Li2CO3 (lithium chloride) K2O Li+ CO32- KOH ลเิ ทยี มคาร์บอเนต K+ O2- CaCl2 (lithium carbonate) K+ OH- Ca3(PO4)2 MgO โพแทสเซียมออกไซด์ Ca2+ Cl- Mg(NO3)2 (potassium oxide) Al(OH)3 โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ Ca2+ PO43- AlPO4 (potassium hydroxide) Mg2+ O2- NH4NO3 (NH4)2CO3 แคลเซยี มคลอไรด์ Mg2+ NO3- (calcium chloride) Al3+ OH- แคลเซียมฟอสเฟต Al3+ PO43- (calcium phosphate) NH4+ NO3- NH4+ CO32- แมกนีเซยี มออกไซด์ (magnesium oxide) แมกนเี ซียมไนเทรต (magnesium nitrate) อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (aluminium hydroxide) อะลมู เิ นยี มฟอสเฟต (aluminium phosphate) แอมโมเนยี มไนเทรต (ammonium nitrate) แอมโมเนียมคารบ์ อเนต (ammonium carbonate) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 3 | พนั ธะเคมี เคมี เล่ม 1 162 19. ครูและนักเรยี นอภิปรายรว่ มกนั เพือ่ สรปุ ความรูเ้ กย่ี วกบั การเกิดพนั ธะไอออนกิ สูตรเคมี และชอื่ ของสารประกอบไอออนิก ดงั นี้ - ไอออนบวกสว่ นใหญเ่ กดิ จากธาตโุ ลหะเสยี อเิ ลก็ ตรอน สว่ นไอออนลบสว่ นใหญเ่ กดิ จาก ธาตุอโลหะรับอิเล็กตรอน เมื่อไอออนบวกและไอออนลบยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงดึงดูดระหว่าง ประจุไฟฟ้า เรียกการยึดเหนี่ยวนี้ว่า พันธะไอออนิก และเรียกสารที่เกิดจากพันธะไอออนิกว่า สารประกอบไอออนิก - สารประกอบไอออนิกในสถานะของแข็งอยู่ในรูปผลึกที่มีไอออนบวกและไอออนลบ ยึดเหนยี่ วกนั ดว้ ยพนั ธะไอออนกิ อย่างต่อเนือ่ งกันไปท้งั สามมิติเปน็ โครงผลึก และไม่อยู่ในรปู โมเลกลุ - สูตรเคมีของสารประกอบไอออนิกเป็นสูตรเอมพิริคัลท่ีแสดงอัตราส่วนอย่างตำ่�ของ ไอออนท่ีท�ำ ใหผ้ ลรวมของประจุเป็นศนู ย์ โดยแสดงสญั ลกั ษณธ์ าตทุ เ่ี ปน็ ไอออนบวกไว้ข้างหนา้ และ ตามด้วยไอออนลบ - ชื่อของสารประกอบไอออนิกจะเรียกชื่อไอออนบวกแล้วตามด้วยชื่อไอออนลบ​​​ถ​​ ้า ไอออนบวกเปน็ โลหะท่มี ีเลขออกซิเดชันไดห้ ลายคา่ ต้องระบุเลขออกซเิ ดชนั ดว้ ย 20. ครใู ห้นักเรยี นทำ�แบบฝกึ หดั 3.2 เพ่อื ทบทวนความรู้ แนวทางการวดั และประเมินผล 1. ความรเู้ กย่ี วกบั การเกดิ ไอออน การเกดิ พนั ธะไอออนกิ การเขยี นแสดงการเกดิ พนั ธะไอออนกิ โดยใชแ้ ผนภาพหรือสัญลักษณแ์ บบจดุ ของลวิ อิส โครงผลึกของสารประกอบไอออนกิ และวธิ กี าร เขยี นสูตรเคมแี ละการเรยี กชอื่ สารประกอบไอออนกิ จากการอภิปราย การท�ำ แบบฝึกหัด และการ ทดสอบ 2. จิตวิทยาศาสตร์ด้านความใจกว้างและการใช้วิจารณญาณ จากการสังเกตพฤติกรรมใน การอภปิ ราย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 1 บทที่ 3 | พนั ธะเคมี 163 แบบฝกึ หัด 3.1 1. เขียนแสดงการให้และรับอิเล็กตรอนในการเกิดสารประกอบระหว่างธาตุแต่ละคู่ต่อไปนี้ โดยใชส้ ัญลกั ษณแ์ บบจุดของลวิ อิส 1.1 ลเิ ทียมกบั คลอรนี Li + Cl [ Li ]+ + [ Cl ]- LiCl 1.2 ซเี ซยี มกบั กำ�มะถนั Cs + S + Cs [ Cs ]+ + [ S ]2- + [ Cs ]+ Cs2S 1.3 แบเรยี มกับไอโอดีน I + Ba + I [ I ]- + [ Ba ]2+ + [ I ]- BaI2 1.4 แคลเซียมกบั ออกซเิ จน Ca + O [ Ca ]2+ + [ O ]2- CaO 2. ระบุชนดิ ของไอออนในโครงสรา้ งผลึกของสารประกอบที่ก�ำ หนดให้ สารประกอบลิเทียมฟลูออไรด์ (LiF) Li+ F- สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 3 | พันธะเคมี เคมี เล่ม 1 164 สารประกอบแมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) Mg2+ O2- K+ สารประกอบโพแทสเซยี มไอโอไดด์ (KI) I- สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 1 บทที่ 3 | พนั ธะเคมี 165 แบบฝกึ หดั 3.2 1. กำ�หนดใหธ้ าตุ X Y และ Z เป็นธาตทุ อี่ ยใู่ นหมู่ IA VIA และ VIIA ตามล�ำ ดบั เขียน สูตรสารประกอบไอออนิกที่เกิดจากธาตุต่อไปน้ี 1.1 X กบั Y สูตรสารประกอบคือ X2Y เน่อื งจากธาตุ X อยหู่ มู่ IA เกดิ เป็น X+ ธาตุ Y อยู่หมู่ VIA เกิดเปน็ Y2- 1.2 X กับ Z สูตรสารประกอบคือ XZ เนอ่ื งจากธาตุ X อยหู่ มู่ IA เกดิ เปน็ X+ ธาตุ Z อย่หู มู่ VIIA เกดิ เปน็ Z- 2. เรียกชอ่ื สารประกอบไอออนกิ ตอ่ ไปนี้ 2.1 NH4CN แอมโมเนยี มไซยาไนด์ (ammonium cyanide) 2.2 Na2HPO4 โซเดียมไฮโดรเจนฟอสเฟต (sodium hydrogen phosphate) 2.3 Al2(CO3)3 อะลูมิเนยี มคาร์บอเนต (aluminium carbonate) 2.4 Ca3(PO4)2 แคลเซียมฟอสเฟต (calcium phosphate) 2.5 Fe2O3 ไอร์ออน(III)ออกไซด์ (iron(III) oxide) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 3 | พันธะเคมี เคมี เลม่ 1 166 3. เขียนสูตรและช่ือของสารประกอบไอออนิกท่ีเกิดจากไอออนบวกและไอออนลบท่ี ก�ำ หนดให้ต่อไปนี้ ข้อ ไอออนบวก ไอออนลบ สูตร ชื่อสารประกอบ BaS แบเรยี มซลั ไฟด์ (barium sulfide) 3.1 Ba2+ S2- 3.2 Al3+ OH- Al(OH)3 อะลูมิเนยี มไฮดรอกไซด์ (aluminium hydroxide) 3.3 Na+ SO42- Na2SO4 โซเดียมซัลเฟต (sodium sulfate) 3.4 Ca2+ CO32- CaCO3 แคลเซียมคาร์บอเนต (calcium carbonate) 3.5 NH4+ PO43- (NH4)3PO4 แอมโมเนยี มฟอสเฟต (ammonium phosphate) 4. เขยี นสตู รและช่อื ของสารประกอบไอออนิกทีก่ ำ�หนดให้ต่อไปนี้ 4.1 Pb2+ และ Pb4+ กับ Cl- PbCl2 เลด(II)คลอไรด ์ (lead(II) chloride) PbCl4 เลด(IV)คลอไรด ์ (lead(IV) chloride) 4.2 Mn2+ และ Mn4+ กับ O2- MnO แมงกานสี (II)ออกไซด ์ (manganese(II) oxide) MnO2 แมงกานีส(IV)ออกไซด ์ (manganese(IV) oxide) 4.3 Sn2+ และ Sn4+ กับ SO42- SnSO4 ทิน(II)ซัลเฟต (tin(II) sulfate) Sn(SO4)2 ทนิ (IV)ซัลเฟต (tin(IV) sulfate) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 1 บทที่ 3 | พันธะเคมี 167 5. เขียนสูตรสารประกอบไอออนกิ ที่กำ�หนดให้ตอ่ ไปน้ี 5.1 ลิเทยี มคาร์บอเนต (lithium carbonate) Li2CO3 5.2 ไอรอ์ อน(III)ไนเทรต (iron(III) nitrate) Fe(NO3)3 5.3 คอปเปอร(์ II)ซลั เฟต (copper(II) sulfate) CuSO4 5.4 อะลูมเิ นียมฟอสเฟต (aluminium phosphate) AlPO4 5.5 แอมโมเนยี มไฮดรอกไซด์ (ammonium hydroxide) NH4OH 3.2.3 พลงั งานกับการเกดิ สารประกอบไอออนิก จุดประสงค์การเรยี นรู้ คำ�นวณพลังงานที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาการเกิดสารประกอบไอออนิกจากวัฏจักรบอร์น- ฮาเบอร์ สอ่ื การเรยี นรแู้ ละแหล่งการเรียนรู้ วีดิทัศน์หรือภาพประกอบการเกิดสารประกอบโซเดียมคลอไรด์ จากปฏิกิริยาระหว่าง โลหะโซเดียมกับแก๊สคลอรีน แนวการจัดการเรยี นรู้ 1. ครูให้นักเรียนดูวีดิทัศน์หรือภาพประกอบการเกิดสารประกอบโซเดียมคลอไรด์ จาก ปฏิกิริยาระหว่างโลหะโซเดียมกับแก๊สคลอรีน แล้วตั้งคำ�ถามนำ�ว่า การเกิดสารประกอบโซเดียม คลอไรด์มีการเปลี่ยนแปลงพลังงานหรือไม่ อย่างไร เพื่อนำ�เข้าสู่การศึกษาเรื่องพลังงานกับการ เกิดสารประกอบไอออนิก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 3 | พันธะเคมี เคมี เล่ม 1 168 2. ครูให้นักเรียนดูสมการของปฏิกิริยาการเกิดสารประกอบโซเดียมคลอไรด์และพลังงาน ของการเกิดสารประกอบโซเดียมคลอไรด์ จากนั้นให้นักเรียนตอบคำ�ถามชวนคิด ชวนคดิ พลังงานที่เกิดจากการรวมตัวกันของโซเดียมไอออนและคลอไรด์ไอออนมีค่า เหมือนหรือต่างจากคา่ พลังงานการเกิดสารประกอบโซเดยี มคลอไรด์ เพราะเหตใุ ด มีคา่ ต่างกัน เพราะสารตั้งตน้ ต่างกนั 3. ครูอธิบายว่าพลงั งานของปฏิกิริยาใด ๆ อาจไดจ้ ากการทดลองโดยตรง หรอื ค�ำ นวณจาก ปฏกิ ริ ยิ าอน่ื ทเ่ี กย่ี วขอ้ ง ในกรณขี องสารประกอบไอออนกิ สามารถอธบิ ายไดโ้ ดยอาศยั ขน้ั ตอนการเกดิ ปฏกิ ริ ิยายอ่ ย ๆ หลายขน้ั ตอนเรียกวา่ วัฏจกั รบอรน์ -ฮาเบอร์ ซ่งึ นำ�มาใชใ้ นการค�ำ นวณพลงั งานท่ี เกย่ี วขอ้ งในปฏกิ ริ ยิ าการเกดิ สารประกอบได้ 4. ครอู ธบิ ายปฏกิ ริ ยิ าการเกดิ สารประกอบโซเดยี มคลอไรด์ ซง่ึ ประกอบดว้ ยขน้ั ตอน 5 ขน้ั ตอน โดยแสดงปฏิกิริยาและพลังงานที่เกี่ยวข้อง รวมทั้งเครื่องหมายบวกและลบหน้าค่าพลังงานที่แสดง การดดู พลงั งานและคายพลงั งาน 5. ครูให้นกั เรียนรวมสมการและคำ�นวณพลังงานแลตทิซ ซ่งึ ควรเขยี นสมการแสดงปฏกิ ริ ิยา ไดด้ งั น้ ี Na(s) + 21 Cl2(g) NaCl(s) และค�ำ นวณคา่ พลังงานแลตทซิ ไดเ้ ทา่ กับ -787 กโิ ลจลู ตอ่ โมล 6. ครูให้นักเรียนตอบคำ�ถามชวนคดิ ชวนคิด เพราะเหตุใดพลังงานที่ใช้ในการสลายพันธะระหว่างไอออนบวกและไอออนลบใน สารประกอบไอออนิกจึงเรียกว่า พลังงานแลตทิซ แทนที่จะเรียกว่า พลังงานพันธะ เนอ่ื งจากสารประกอบไอออนกิ มโี ครงสรา้ งทป่ี ระกอบด้วยไอออนบวกและไอออนลบ ยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะไอออนิกอย่างต่อเนื่องเป็นโครงผลึก ดังนั้นพลังงานที่ใช้ในการ สลายพันธะจึงเป็นค่าเฉลี่ยต่อพันธะทั้งหมดในโครงผลึก ไม่ใช่เป็นของไอออนคู่ใดคู่หนึ่ง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 1 บทท่ี 3 | พนั ธะเคมี 169 7. ครใู ห้นกั เรยี นพิจารณารูป 3.4 แลว้ ใหน้ กั เรยี นตอบค�ำ ถามเพื่อตรวจสอบความเข้าใจ ตรวจสอบความเข้าใจ ขน้ั ตอนใดในรปู 3.4 สมั พนั ธก์ บั พลงั งานทก่ี �ำ หนดใหต้ อ่ ไปน้ี ก. พลงั งานพนั ธะ Cl−Cl ขน้ั ตอน 3 ข. พลงั งานแลตทซิ ของ NaCl ขน้ั ตอน 5 ค. พลงั งานการระเหดิ ของโลหะ Na ขน้ั ตอน 1 ง. สมั พรรคภาพอเิ ลก็ ตรอนของ Cl ขน้ั ตอน 4 จ. พลงั งานไอออไนเซชนั ของ Na ขน้ั ตอน 2 8. ครอู ธบิ ายเพม่ิ เติมโดยช้ใี ห้นกั เรียนสังเกตรปู 3.4 ว่าในแตล่ ะข้ันตอนจะแสดงสารทั้งท่ีเกดิ การเปลี่ยนแปลงและไม่เกิดการเปลี่ยนแปลง เนื่องจากต้องการแสดงระดับพลังงานรวมของสารที่ เกีย่ วขอ้ งทุกสาร 9. ครใู หน้ ักเรียนตอบค�ำ ถามชวนคดิ ชวนคดิ แผนภาพวัฏจักรบอร์น-ฮาเบอร์ของการเกิดสารประกอบโซเดียมคลอไรด์สามารถ เขียนโดยสลับขั้นตอนให้ต่างจากรูป 3.4 ได้หรือไม่ อย่างไร แผนภาพวัฏจักรบอร์น-ฮาเบอร์ของการเกิดสารประกอบโซเดียมคลอไรด์สามารถ สลับขั้นตอนได้โดยเขียนขั้นที่ 3 การสลายพันธะ Cl−Cl ก่อนขั้นที่ 2 การให้อิเล็กตรอน ของ Na ในสถานะแก๊สกลายเป็น Na+ เรียงลำ�ดับใหม่ได้เป็นขั้นที่ 1 3 2 4 5 ดังนี้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 3 | พันธะเคมี เคมี เล่ม 1 170 Na+(g) + Cl(g) + e- Na(g) + Cl(g) 2 +496 kJ 4 -349 kJ Na(g) + 12 Cl2(g) Na(g) + 12 Cl2(g) Na+(g) + Cl-(g) พลังงาน 3 +121 kJ 1 +107 kJ 5 -787 kJ -412 kJ NaCl(s) หรือสลับลำ�ดับเป็นขั้นที่ 3 1 2 4 5 10. ครูให้นักเรียนตอบคำ�ถามจากตัวอย่างคำ�ถามที่กำ�หนดให้ จากนั้นเฉลยคำ�ตอบร่วมกัน ตัวอย่างคำ�ถาม เขียนสมการแสดงการคำ�นวณและคำ�นวณพลังงานการเกิดสารประกอบแคลเซียม คลอไรด์ (CaCl2) จากค่าพลังงานที่กำ�หนดให้ต่อไปนี ้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 1 บทท่ี 3 | พนั ธะเคมี 171 ชนิดของพลังงาน ค่าของพลังงาน (kJ/mol) พลังงานการระเหิดของ Ca 178 พลังงานไอออไนเซชันลำ�ดับที่ 1 ของ Ca 590 พลังงานไอออไนเซชันลำ�ดับที่ 2 ของ Ca 1145 พลังงานพันธะของ Cl2 242 สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนของ Cl 349 พลังงานแลตทิซของ CaCl2 2258 พลงั งานรวม = พลงั งานการระเหิด + พลงั งานไอออไนเซชัน + พลังงานพนั ธะ + (-สัมพรรคภาพอเิ ล็กตรอน) + (-พลงั งานแลตทิซ) = 178 + (590 + 1145) + 242 + [2 × (-349)] + (-2258) = -801 kJ ดังนัน้ การเกิดสารประกอบแคลเซยี มคลอไรด์เป็นปฏิกริ ิยาคายพลงั งานและมีพลงั งานรวม ของปฏิกริ ยิ าเท่ากับ 801 กโิ ลจูลต่อโมล 11. ครใู หน้ ักเรยี นทำ�แบบฝึกหดั 3.3 เพ่ือทบทวนความรู้ แนวทางการวดั และประเมนิ ผล 1. ความรู้เก่ียวกับวิธีการคำ�นวณพลังงานรวมของปฏิกิริยาการเกิดสารประกอบไอออนิก และการเขยี นแผนภาพวฏั จกั รบอร์น-ฮาเบอร์ จากการอภิปราย การท�ำ แบบฝกึ หัด และการทดสอบ 2. ทกั ษะการใชจ้ �ำ นวณ จากการทำ�แบบฝกึ หดั 3. จิตวิทยาศาสตร์ด้านความใจกว้างและการใช้วิจารณญาณ​​​​จ​​ ากการสังเกตพฤติกรรมใน การอภปิ ราย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 3 | พันธะเคมี เคมี เลม่ 1 172 แบบฝึกหดั 3.3 1. ปฏิกิริยาในข้อใดใช้พลังงานเท่ากับพลังงานแลตทิซของสารประกอบลิเทียมฟลูออไรด์ (LiF) ก. LiF(s) Li(g) + F(g) ข. LiF(s) Li(g) + 12 F2(g) ค. LiF(s) Li+(g) + F-(g) ปฏกิ ิรยิ าในขอ้ ค. 2. กำ�หนดคา่ พลงั งานทีเ่ กีย่ วข้องกับซีเชยี มและฟลอู อรีนดงั น้ี ชนิดของพลังงาน ค่าของพลังงาน (kJ/mol) พลังงานแลตทิซของ CsF 759 สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนของ F 328 พลังงานการระเหิดของ Cs 76 พลังงานพันธะของ F2 159 พลังงานไอออไนเซชันลำ�ดับที่ 1 ของ Cs 376 จากขอ้ มลู ตอบค�ำ ถามตอ่ ไปนี้ 2.1 เขียนสมการของปฏิกิริยาและสมการของปฏิกิริยาย่อยของการเกิดสารประกอบ พร้อมทัง้ ระบุว่าแต่ละขัน้ ตอนดดู พลงั งานหรอื คายพลังงาน สมการของปฏิกริ ิยาเป็นดงั น ้ี Cs(s) + 21 F2(g) CsF(s) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 1 บทท่ี 3 | พันธะเคมี 173 ชนิดของพลังงาน สมการของปฏิกิริยา ดูดหรือคายพลังงาน พลังงานการระเหิด ดูดพลังงาน พลังงานไอออไนเซชัน Cs(s) Cs(g) ดูดพลังงาน ดูดพลังงาน พลังงานพันธะ Cs(g) Cs+(g) + e- คายพลังงาน สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน 1 F2(g) F(g) คายพลังงาน พลังงานแลตทิซ 2 F(g) + e- F-(g) Cs+(s) + F-(s) CsF(s) 2.2 คำ�นวณพลังงานการเกิดสารประกอบซีเซียมฟลูออไรด์ พร้อมทั้งระบุว่าเป็น ปฏกิ ริ ยิ าดูดพลงั งานหรือคายพลงั งาน พลังงานรวม = 76 + 376 + 79.5 + (-328) + (-759) = -555.5 kJ ดังนั้น การเกิดสารประกอบซีเซียมฟลูออไรด์เป็นปฏิกิรยาคายพลังงาน และมีพลังงานรวมของปฏกิ ิรยิ าเท่ากับ 555.5 กโิ ลจูลตอ่ โมล 2.3 เขยี นแผนภาพวัฏจกั รบอร์น-ฮาเบอร์ของการเกิดสารประกอบซีเซียมฟลอู อไรด์ Cs+(g) + F(g) + e- Cs+(g) + 21 F2(g) + e- 3 +79.5 kJ 4 -328 kJ พลังงาน Cs(g) + 12 F2(g) Cs+(g) + F-(g) 2 +376 kJ Cs(s) + 21 F2(g) 1 +76 kJ 5 -759 kJ CsF(s) -555.5 kJ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 3 | พนั ธะเคมี เคมี เลม่ 1 174 3.2.4 สมบัติของสารประกอบไอออนิก 3.2.5 สมการไอออนกิ และสมการไอออนิกสทุ ธิ จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้ 1. อธิบายสมบัติบางประการของสารประกอบไอออนิก 2. เขียนสมการไอออนิกและสมการไอออนิกสุทธิของปฏิกิริยาของสารประกอบไอออนิก ความเขา้ ใจคลาดเคลือ่ นทีอ่ าจเกิดข้ึน ความเข้าใจที่ถูกต้อง ความเข้าใจคลาดเคลื่อน สารประกอบไอออนิกสถานะของแข็งนำ�ไฟฟ้า สารประกอบไอออนกิ น�ำ ไฟฟา้ ไดเ้ มอ่ื หลอมเหลว ได้ หรือละลายในน้ำ� สื่อการเรียนรแู้ ละแหลง่ การเรยี นรู้ วีดิทัศน์หรือภาพประกอบเมื่อทำ�การทุบผลึกของสารประกอบไอออนิกและการเปล่ียนแปลง ของไอออนในโครงผลึก แนวการจดั การเรยี นรู้ 1. ครูให้นกั เรียนดูวีดทิ ัศนห์ รอื ภาพประกอบเมอ่ื ท�ำ การทบุ ผลกึ ของสารประกอบไอออนิกและ การเปลี่ยนแปลงของไอออนในโครงผลึก จากนั้นครูตั้งคำ�ถามนำ�ว่า เพราะเหตุใดเมื่อทุบผลึกของ สารประกอบไอออนกิ แล้วผลึกของสารประกอบไอออนิกจึงแตก เพ่อื น�ำ เขา้ สู่การศกึ ษาสมบัติของ สารประกอบไอออนิก 2. ครแู ละนักเรยี นอภิปรายรว่ มกันโดยใชร้ ูป 3.5 ประกอบการอภิปรายเพ่อื ลงข้อสรปุ ว่า การ ที่ผลึกแตกเนื่องจากการเลื่อนตำ�แหน่งเพียงเล็กน้อยของไอออนเมื่อมีแรงกระทำ� อาจทำ�ให้ไอออน ชนิดเดยี วกันเลื่อนไถลไปอยู่ตำ�แหน่งตรงกัน จึงเกดิ แรงผลักระหวา่ งกัน สารประกอบไอออนิกจงึ มี สมบัติเปราะและแตกหกั ไดง้ า่ ย 3. ครูให้นักเรียนพิจารณารูป 3.6 และตาราง 3.7 จากนั้นอภิปรายร่วมกันเพื่อให้ได้ ข้อสรุปเกี่ยวกับสมบัติของสารประกอบไอออนิกว่า สารประกอบไอออนิกสถานะของแข็งไม่นำ� ไฟฟ้า เนื่องจากไอออนที่เป็นองค์ประกอบยึดเหนี่ยวกันอย่างแข็งแรงไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ แต่ เมื่อหลอมเหลวหรือละลายในน้ำ�จะนำ�ไฟฟ้าได้ เนื่องจากไอออนสามารถเคลื่อนที่ได้ นอกจากนี้ สารประกอบไอออนิกที่มีสถานะเป็นของแข็ง มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง ส่วนใหญ่ละลายน้ำ�ได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 1 บทท่ี 3 | พนั ธะเคมี 175 และสารละลายของสารประกอบไอออนิกในน้ำ�ส่วนใหญ่มีสมบัติเป็นเบสหรือกลาง โดยสารละลาย ของสารประกอบออกไซดม์ สี มบตั เิ ปน็ เบส และสารละลายของสารประกอบคลอไรดม์ สี มบตั เิ ปน็ กลาง 4. ครูอธิบายเกี่ยวกับการละลายน้ำ�ของสารประกอบไอออนิกในรูป 3.7 ซึ่งเกี่ยวข้องกับ กระบวนการท่ีไอออนบวกและไอออนลบแยกออกจากโครงผลึกเป็นกระบวนการดูดพลังงานท่ีมีค่า เท่ากับพลังงานแลตทิซ​​​​แ​​ ละกระบวนการที่โมเลกุลของน้ำ�ล้อมรอบไอออนแต่ละชนิดเป็ น กระบวนการคายพลงั งานท่ีเรยี กวา่ พลังงานไฮเดรชนั 5. ครูใหค้ วามรเู้ พ่มิ เตมิ ว่า ถา้ ค่าพลังงานแลตทซิ นอ้ ยกว่าค่าพลงั งานไฮเดรชัน การละลาย จะเปน็ กระบวนการคายพลงั งาน ซ่ึงจะทำ�ให้อณุ หภูมขิ องสารละลายสงู ขน้ึ และสารจะละลายได้ดที ี่ อุณหภูมิต่ำ� ในทางกลับกันถ้าค่าพลังงานแลตทิซมากกว่าค่าพลังงานไฮเดรชัน การละลายจะเป็น กระบวนการดดู พลงั งาน ซง่ึ จะท�ำ ใหอ้ ณุ หภมู ขิ องสารละลายลดลง และสารจะละลายไดด้ ที อ่ี ณุ หภมู สิ งู ในกรณีที่ค่าพลังงานแลตทิซมากกว่าค่าพลังงานไฮเดรชันมาก ๆ สารอาจละลายได้น้อยมากหรือ ไม่ละลาย 6. ครใู ห้นกั เรียนตอบคำ�ถามชวนคดิ ชวนคิด พิจารณาแผนภาพการละลายน้ำ�ของสารประกอบไอออนิกต่อไปนี้ A+(g) + B-(g) C+(g) + D-(g) E1 E2 E2 AB(s) E1 C+(aq) + D-(aq) A+(aq) + B-(aq) CD(s) (ก) (ข) 1. พลังงานแลตทิซและพลังงานไฮเดรชันคือค่าใดในแผนภาพ พลังงาน E1 เป็นพลังงานแลตทิซ และพลังงาน E2 เป็นพลังงานไฮเดรชัน 2. การละลายน้ำ�ในแผนภาพใดเป็นกระบวนการดูดพลังงานและแผนภาพใดเป็น กระบวนการคายพลังงาน เพราะเหตุใด แผนภาพ (ข) เป็นกระบวนการดูดพลังงาน เนื่องจากพลังงานแลตทิซมากกว่าพลังงาน ไฮเดรชัน และแผนภาพ (ก) เป็นกระบวนการคายพลังงาน เนื่องจากพลังงานแลตทิซ น้อยกว่าพลังงานไฮเดรชัน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 3 | พนั ธะเคมี เคมี เลม่ 1 176 7. ครใู หน้ กั เรยี นท�ำ แบบฝกึ หดั 3.4 เพอ่ื ทบทวนความรู้ 8. ครูตั้งคำ�ถามนำ�ว่า ถ้าผสมสารละลายของสารประกอบไอออนิกสองชนิดทำ�ให้เกิดการ เปล่ียนแปลงหรือไม่ สงั เกตได้อยา่ งไร เพือ่ น�ำ เขา้ สู่กิจกรรม 3.1 9. ครูใหน้ ักเรยี นแต่ละกลุม่ ท�ำ กจิ กรรม 3.1 การทดลองการเกิดปฏิกิรยิ าของสารประกอบ ไอออนิกเพ่ือศึกษาปฏิกิริยาการตกตะกอนเม่ือทำ�การผสมสารละลายของสารประกอบไอออนิก สองชนิดเขา้ ดว้ ยกัน แล้วสงั เกตการเปลีย่ นแปลงทเ่ี กดิ ขึน้ กจิ กรรม 3.1 การทดลองการเกิดปฏิกริ ิยาของสารประกอบไอออนิก จุดประสงคก์ ารทดลอง 1. ทดลองการเกดิ ปฏกิ ริ ิยาระหว่างสารละลายของสารประกอบไอออนกิ 2. ระบสุ ารละลายคูท่ ี่เกดิ ปฏกิ ริ ยิ าแลว้ ไดต้ ะกอน 3. ระบุไอออนท่ที ำ�ปฏิกริ ิยาแล้วได้ตะกอน และเขียนสตู รเคมีของตะกอน เวลาท่ใี ช ้ อภิปรายกอ่ นทำ�การทดลอง 5 นาที ท�ำ การทดลอง 20 นาที อภิปรายหลงั ทำ�การทดลอง 35 นาที รวม 60 นาที วัสดุ อุปกรณ์ และสารเคมี ปริมาณต่อกลุ่ม รายการ 1 mL 1 mL สารเคมี 1 mL 1. สารละลายแคลเซียมคลอไรด์ (CaCl2) 1 mL 2. สารละลายโซเดียมคาร์บอเนต (Na2CO3) 1 mL 3. สารละลายโซเดียมซัลเฟต (Na2SO4) 1 mL 4. สารละลายโซเดียมไนเทรต (NaNO3) 5. สารละลายแอมโมเนียมคลอไรด์ (NH4Cl) 6. สารละลายแมกนีเซียมคลอไรด์ (MgCl2) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 1 บทท่ี 3 | พันธะเคมี 177 รายการ ปริมาณต่อกลุ่ม วัสดุและอุปกรณ์ 1 แผ่น 1. แผ่นพลาสติกใส 1 แผ่น 2. กระดาษสี 6 อัน 3. หลอดหยด การเตรียมล่วงหน้า เตรียมสารละลายโดยใช้สารชนดิ ละ 1 กรัม ละลายในน�ำ้ ปรมิ าตร 20 มิลลลิ ติ ร ตวั อย่างผลการทดลอง การเปลี่ยนแปลงเมื่อเติมสารละลาย สารละลาย Na2CO3 Na2SO4 NaNO3 ตะกอนสขี าว ตะกอนสขี าว ไม่เกิดตะกอน CaCl2 NH4Cl ไม่เกดิ ตะกอน ไมเ่ กดิ ตะกอน ไมเ่ กดิ ตะกอน MgCl2 ตะกอนสขี าว ไม่เกิดตะกอน ไม่เกดิ ตะกอน อภปิ รายผลการทดลอง 1. การทดลองน้ี ตวั แปรตน้ คอื ชนิดของสารประกอบไอออนกิ ในสารละลาย และตัวแปรตาม คอื ลักษณะของสารหลังการผสม 2. เมอ่ื ผสมสารละลายสองชนดิ เขา้ ดว้ ยกนั แลว้ ไมม่ ตี ะกอนเกดิ ขน้ึ แสดงวา่ ไอออนในสารละลาย ไมร่ วมตวั กัน หรอื อาจไมม่ ีปฏิกิรยิ าเคมเี กิดขึ้น 3. เมอ่ื ผสมสารละลายสองชนดิ เขา้ ดว้ ยกนั แลว้ มตี ะกอนเกดิ ขน้ึ แสดงวา่ ไอออนในสารละลาย รวมตวั กนั เกิดเปน็ สารใหม่ทไี่ ม่ละลายในน�้ำ หรอื มปี ฏกิ ิริยาเคมีเกิดขนึ้ โดยสารละลายที่ ผสมกนั แลว้ ท�ำ ใหเ้ กิดตะกอน ไดแ้ ก่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 3 | พันธะเคมี เคมี เล่ม 1 178 - สารละลายแคลเซียมคลอไรด์ (CaCl2) กบั สารละลายโซเดยี มคาร์บอเนต (Na2CO3) - สารละลายแคลเซียมคลอไรด์ (CaCl2) กับสารละลายโซเดยี มซลั เฟต (Na2SO4) - สารละลายแมกนีเซียมคลอไรด​์ (MgCl2) กบั สารละลายโซเดยี มคาร์บอเนต (Na2CO3) 4. เมื่อพิจารณาไอออนในสารละลายคู่ที่ผสมกันแล้วมีตะกอนเกิดขึ้น​​​​​​พ​ บว่าไอออนที่ ทำ�ปฏิกิรยิ าแลว้ ได้ตะกอนและตะกอนทีเ่ กดิ ข้นึ เปน็ ดงั นี้ - สารละลายแคลเซียมคลอไรด์ (CaCl2) กับสารละลายโซเดียมคารบ์ อเนต (Na2CO3) ไอออนทท่ี ำ�ปฏกิ ริ ิยาแล้วได้ตะกอน คือ Ca2+ และ CO32- ตะกอนท่เี กิดข้นึ คอื CaCO3 - สารละลายแคลเซียมคลอไรด์ (CaCl2) กับสารละลายโซเดียมซัลเฟต (Na2SO4) ไอออนท่ที �ำ ปฏกิ ิรยิ าแล้วไดต้ ะกอน คือ Ca2+ และ SO42- ตะกอนทเ่ี กิดขน้ึ คอื CaSO4 - สารละลายแมกนีเซยี มคลอไรด์ (MgCl2) กับสารละลายโซเดียมคารบ์ อเนต (Na2CO3) ไอออนทท่ี ำ�ปฏกิ ริ ิยาแล้วไดต้ ะกอน คือ Mg2+ และ CO32- ตะกอนทเี่ กดิ ขึน้ คือ MgCO3 สรปุ ผลการทดลอง เมื่อผสมสารละลายของสารประกอบไอออนิกสองชนิดเข้าด้วยกันแล้วมีตะกอนเกิดข้ึน แสดงวา่ ไอออนในสารละลายรวมตวั กันเกิดเป็นสารใหมท่ ไ่ี ม่ละลายในน้ำ� หรอื มีปฏิกิริยาเคมี เกดิ ขึ้น สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 1 บทท่ี 3 | พันธะเคมี 179 10. ครูอธิบายการเกิดตะกอนเมื่อผสมสารประกอบไอออนิกสองชนิดเข้าด้วยกัน โดยใช้รูป 3.8 ว่า สารประกอบไอออนกิ เม่ือละลายนำ�้ ไอออนบวกและไอออนลบจะแยกออกจากกนั ถ้าการ ผสมสารละลายของสารประกอบไอออนิกทำ�ให้เกิดตะกอน แสดงว่าไอออนในสารละลายผสมทำ� ปฏกิ ริ ิยากันเกิดเปน็ สารใหมท่ ่ีไมล่ ะลายน�้ำ ดงั ตะกอนซลิ เวอร์คลอไรด์ (AgCl) ซงึ่ ได้จากการผสม สารละลายซลิ เวอร์ไนเทรต (AgNO3) กบั สารละลายโซเดยี มคลอไรด์ (NaCl) 11. ครูอธิบายวิธีการเขียนสมการไอออนิกและสมการไอออนิกสุทธิโดยยกตัวอย่างปฏิกิริยา ระหวา่ งสารละลายซลิ เวอร์ไนเทรต (AgNO3) กบั สารละลายโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) 12. ครใู หน้ ักเรยี นตอบคำ�ถามเพ่ือตรวจสอบความเขา้ ใจ ตรวจสอบความเข้าใจ เขียนสมการไอออนิกและสมการไอออนิกสุทธิของปฏิกิริยาของสารละลายคู่ท่ีทำ�ให้ เกดิ ตะกอนในกจิ กรรม 3.1 และพจิ ารณาวา่ สมการท่ีเขยี นมีจำ�นวนอะตอมของธาตแุ ตล่ ะชนิด ทางด้านซ้ายและขวาของสมการเท่ากันหรือไม่ ในกรณีที่ไม่เท่ากันให้เติมตัวเลขสัมประสิทธิ์ ขา้ งหนา้ สารเพ่อื ท�ำ ใหเ้ ท่ากนั - สารละลายแคลเซยี มคลอไรด์ (CaCl2) กบั สารละลายโซเดยี มคารบ์ อเนต (Na2CO3) สมการไอออนกิ Ca2+(aq) + 2Cl-(aq) + 2Na+(aq) + CO32-(aq) CaCO3(s) + 2Cl-(aq) + 2Na+(aq) สมการไอออนกิ สทุ ธิ Ca2+(aq) + CO32-(aq) CaCO3(s) - สารละลายแคลเซยี มคลอไรด์ (CaCl2) กบั สารละลายโซเดยี มซลั เฟต (Na2SO4) สมการไอออนกิ Ca2+(aq) + 2Cl-(aq) + 2Na+(aq) + SO42-(aq) CaSO4(s) + 2Cl-(aq) + 2Na+(aq) สมการไอออนกิ สทุ ธิ Ca2+(aq) + SO42-(aq) CaSO4(s) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 3 | พันธะเคมี เคมี เล่ม 1 180 - สารละลายแมกนเี ซยี มคลอไรด์ (MgCl2) กบั สารละลายโซเดยี มคารบ์ อเนต (Na2CO3) สมการไอออนกิ Mg2+(aq) + 2Cl-(aq) + 2Na+(aq) + CO32-(aq) MgCO3(s) + 2Cl-(aq) + 2Na+(aq) สมการไอออนกิ สทุ ธิ Mg2+(aq) + CO32-(aq) MgCO3(s) 13. ครูให้ความรู้เพิ่มเตมิ เกยี่ วกบั สารประกอบท่ลี ะลายนำ�้ และสารประกอบทีไ่ ม่ละลายน�้ำ ซ่ึง เป็นข้อมูลเบื้องต้นในการอธิบายหรือการทำ�นายปฏิกิริยาการเกิดตะกอนของสารละลายของ สารประกอบไอออนิก 14. ครูและนักเรียนอภิปรายร่วมกันเพ่ือสรุปความรู้เกี่ยวกับสมบัติของสารประกอบไอออนิก การเขียนสมการไอออนิกและสมการไอออนิกสุทธิแสดงการเกิดปฏิกิริยาของสารประกอบไอออนิก ดงั นี้ - สมบัตขิ องสารประกอบไอออนิกสว่ นใหญ่เป็นผลกึ ของแขง็ เปราะ มีจดุ หลอมเหลว และจดุ เดือดสงู ละลายน้ำ�ได้ ไมน่ ำ�ไฟฟา้ เม่ือเปน็ ของแขง็ แต่นำ�ไฟฟ้าไดเ้ ม่อื หลอมเหลวหรือละลาย ในน้�ำ และสารละลายของสารประกอบไอออนกิ ในน�้ำ สว่ นใหญม่ ีสมบตั เิ ป็นเบสหรือกลาง - สมการไอออนิกแสดงปฏิกิริยาของสารประกอบไอออนิกท่ีแสดงไอออนในสารละลาย ครบทุกชนิด ส่วนสมการไอออนิกสุทธิแสดงเฉพาะไอออนที่ทำ�ปฏิกิริยากันได้เป็นผลิตภณั ฑ์ 15. ครใู ห้นกั เรียนทำ�แบบฝึกหดั 3.5 เพ่ือทบทวนความรู้ แนวทางการวดั และประเมินผล 1. ความรู้เกี่ยวกับสมบัติของสารประกอบไอออนิก และวิธีการเขียนสมการไอออนิกและ สมการไอออนิกสุทธิแสดงการเกิดปฏิกิริยาของสารประกอบไอออนิก จากการอภิปราย รายงาน การทดลอง การทำ�แบบฝึกหัด และการทดสอบ 2. ทกั ษะการตีความหมายข้อมูลและลงข้อสรุป จากการอภปิ ราย 3. ทกั ษะการทดลอง จากรายงานการทดลองและการสงั เกตพฤตกิ รรมในการทำ�การทดลอง 4. ทักษะความรว่ มมือ การท�ำ งานเปน็ ทีมและภาวะผนู้ �ำ จากการสังเกตพฤติกรรมในการทำ� การทดลอง 5. จิตวิทยาศาสตร์ด้านความใจกว้างและการใช้วิจารณญาณ​​​จ​​ ากการสังเกตพฤติกรรมใน การอภิปราย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เลม่ 1 บทท่ี 3 | พันธะเคมี 181 แบบฝึกหดั 3.4 1. เมื่อละลายลิเทยี มโบรไมด์ (LiBr) และโพแทสเซยี มโบรไมด์ (KBr) ในน้�ำ อณุ หภมู ิของน้ำ� กอ่ นละลายและอุณหภูมขิ องสารละลายเป็นดงั น้ี สารประกอบไอออนิก อุณหภูมิ (°C) น้ำ� สารละลาย LiBr 28 33 KBr 28 24 1.1 การละลายนำ้�ของลิเทียมโบรไมด์และโพแทสเซียมโบรไมด์เป็นกระบวนการ เปลีย่ นแปลงพลังงานแบบใด การละลายของลเิ ทียมโบรไมด์เปน็ กระบวนการคายพลังงาน การละลายของโพแทสเซยี มโบรไมดเ์ ป็นกระบวนการดดู พลังงาน 1.2 สารใดมีพลังงานแลตทิซมากกวา่ พลงั งานไฮเดรชัน เพราะเหตใุ ด โพแทสเซยี มโบรไมดม์ พี ลงั งานแลตทซิ มากกวา่ พลงั งานไฮเดรชนั เนอ่ื งจากสารละลาย มอี ณุ หภมู ติ �ำ่ ลง แสดงวา่ มพี ลงั งานแลตทซิ ซง่ึ เปน็ พลงั งานทด่ี ดู กลนื เขา้ ไปมากกวา่ พลงั งานไฮเดรชนั ซึง่ เป็นพลงั งานทค่ี ายออกมา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 3 | พันธะเคมี เคมี เล่ม 1 182 2. จากกราฟการละลายของสารประกอบไอออนกิ ในนำ�้ ที่อณุ หภมู ิตา่ ง ๆ ดังรปู 0.8 สภาพละลายไ ดใน ้นำ (กรัม ใน ้นำ 100 กรัม) 0.7 สาร B สาร A 0.6 0.5 0.4 สาร C 0.3 0.2 0.1 สาร D 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 อุณหภูมิ ( ํC) ตอบคำ�ถามตอ่ ไปนี้ 2.1 การละลายน้ำ�ของสารใดเปน็ กระบวนการดูดพลงั งาน สาร A B และ C 2.2 การละลายน�ำ้ ของสารใดเป็นกระบวนการคายพลังงาน สาร D 2.3 สารใดมพี ลังงานแลตทซิ มากกว่าพลังงานไฮเดรชัน สาร A B และ C 2.4 สารใดเม่อื ละลายน้ำ�แล้วอุณหภูมสิ ูงขึ้น สาร D สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 1 บทท่ี 3 | พนั ธะเคมี 183 3. การละลายน้�ำ ของซลิ เวอร์ไนเทรต (AgNO3) มีคา่ พลังงานแลตทซิ เปน็ 822 กโิ ลจูลตอ่ โมล และมีค่าพลังงานไฮเดรชนั เปน็ 799 กโิ ลจลู ตอ่ โมล 3.1 เขยี นแผนภาพแสดงการเปลย่ี นแปลงพลงั งานในการเกดิ สารละลายซลิ เวอรไ์ นเทรต Ag+(g) + NO3- (g) 822 kJ -799 kJ Ag+(aq) + NO3- (aq) AgNO3(s) 3.2 การละลายน้ำ�ของซิลเวอร์ไนเทรตเป็นกระบวนการดูดพลังงานหรือคายพลังงาน ปริมาณเทา่ ใด พลังงานของการละลาย = 822 kJ – 799 kJ = 23 kJ ดังนั้นการละลาย ของซลิ เวอรไ์ นเทรตเปน็ กระบวนการดดู พลงั งาน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 3 | พนั ธะเคมี เคมี เลม่ 1 184 แบบฝกึ หัด 3.5 1. สารละลายทก่ี ำ�หนดให้ค่ใู ดทผ่ี สมกันแลว้ เกิดตะกอน เขยี นสมการไอออนิกและสมการ ไอออนกิ สุทธิ พร้อมทงั้ ระบชุ อื่ ของตะกอนทเี่ กิดขึน้ 1.1 LiCl กบั AgNO3 1.3 NH4Cl กบั Ca(OH)2 1.2 KI กบั Pb(NO3)2 1.4 Na3PO4 กบั MgCl2 สารคทู่ เี่ กดิ ตะกอนได้แก่ สารละลายในขอ้ 1.1 1.2 และ 1.4 เขยี นสมการไดด้ งั นี้ 1.1 LiCl กับ AgNO3 สมการไอออนกิ Li+(aq) + Cl-(aq) + Ag+(aq) + NO3-(aq) AgCl(s) + Li+(aq) + NO3-(aq) สมการไอออนกิ สุทธิ Ag+(aq) + Cl-(aq) AgCl(s) ชอื่ ตะกอน คือ AgCl ซิลเวอร์คลอไรด์ (silver chloride) 1.2 KI กับ Pb(NO3)2 สมการไอออนกิ 2K+(aq) + 2I-(aq) + Pb2+(aq) + 2NO3-(aq) PbI2(s) + 2K+(aq) + 2NO3-(aq) สมการไอออนิกสทุ ธิ Pb2+(aq) + 2I-(aq) PbI2(s) ชอ่ื ตะกอน คือ PbI2 เลด(II)ไอโอไดด์ (lead(II) iodide) 1.4 Na3PO4 กับ MgCl2 สมการไอออนกิ 6Na+(aq) + 2PO43-(aq) + 3Mg2+(aq) + 6Cl-(aq) Mg3(PO4)2(s) + 6Na+(aq) + 6Cl-(aq) สมการไอออนิกสทุ ธิ 3Mg2+(aq) + 2PO43-(aq) Mg3(PO4)2(s) ชอ่ื ตะกอน คือ Mg3(PO4)2 แมกนีเซยี มฟอสเฟต (magnesium phosphate) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมี เล่ม 1 บทท่ี 3 | พันธะเคมี 185 2. จากสารทีก่ ำ�หนดให้ต่อไปนี้ KCl Na₂SO₄ CaSO₄ BaCO₃ Mg(OH)₂ MgSO₄ AgNO₃ BaCl₂ NaHCO₃ 2.1 สารชนดิ ใดไม่ละลายน้ำ� CaSO4 BaCO3 และ Mg(OH)2 2.2 สารละลายคู่ใดที่ผสมกันแล้วได้ตะกอนแบเรียมซัลเฟต (BaSO4) และเขียน สมการไอออนิกสทุ ธิ สารละลาย Na2SO4 กับ BaCl2 และสารละลาย MgSO4 กบั BaCl2 เขียนสมการไอออนิกสุทธไิ ดด้ งั น้ี Ba2+(aq) + SO42-(aq) BaSO4(s) 3. ตะกอนที่กำ�หนดใหไ้ ด้จากการผสมสารละลายใดไดบ้ ้าง 3.1 Ag3PO4 Ag3PO4 เตรียมได้จากการผสมสารทีม่ ี Ag+ และ PO43- เป็นองค์ประกอบ และเปน็ สารทล่ี ะลายไดใ้ นน�ำ้ เชน่ AgNO3 กบั Na3PO4 (หรอื K3PO4 (NH4)3PO4) 3.2 MgCO3 MgCO3 เตรยี มไดจ้ ากการผสมสารทีม่ ี Mg2+ และ CO32- เป็นองค์ประกอบ และเป็นสารท่ีละลายได้ในน้ำ� เช่น MgCl2 (หรือ MgBr2 MgI2) กบั Na2CO3 (หรือ K2CO3) 3.3 PbBr2 PbBr2 เตรียมได้จากการผสมสารที่มี Pb2+ และ Br- เป็นองค์ประกอบ และเปน็ สารท่ลี ะลายได้ในนำ้� เชน่ Pb(NO3)2 กับ NaBr (หรอื KBr NH4Br MgBr2 CaBr2 BaBr2) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 3 | พนั ธะเคมี เคมี เลม่ 1 186 4. น�ำ้ กระดา้ งมไี อออน Ca2+ หรอื Mg2+ ละลายอยู่ เม่อื ทำ�การทดสอบนำ�้ ตวั อยา่ ง 2 ชนดิ โดยหยดสารละลายโซเดยี มคารบ์ อเนตหรอื โซดาแอช (Na2CO3) ไดผ้ ลการทดลองดงั ตาราง น้ำ�ตัวอย่าง ผลการทดลอง 1 มีตะกอนสีขาวเกิดขึ้น 2 ไม่เปลี่ยนแปลง 4.1 น้ำ�ตัวอย่างใดน่าจะเปน็ น�ำ้ กระดา้ ง เพราะเหตุใด น้ำ�ตัวอย่าง 1 เนื่องจากน้ำ�กระด้างเป็นน้ำ�ที่มีไอออน Ca2+ หรือ Mg2+ ละลายอยู่ ไอออนท้ังสองสามารถท�ำ ปฏกิ ริ ยิ ากบั สารละลายโซเดยี มคาร์บอเนต เกิดตะกอนสขี าวได้ 4.2 เขยี นสตู รเคมีของตะกอนที่เกดิ ขึน้ CaCO3 และ MgCO3 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี