Chemical bonding1

พั�นธะเคมีและรู ปรู�างของโมีเลกุ�ล

[email protected]

โทรู .0854170613

ดรู. สุ�รูชั�ย อาจกุล�า

อะตอมของธาตส่�วนใหญ่�จะอยู่��รวมต�วกั�น ซึ่��งอาจจะรวมต�วกั�บอะตอมของธาตชน�ดเด ยู่วกั�น หร!อกั�บธาตต�างชน�ด เกั�ดเป็#นโมเลกัล เช�น O

2

, CH4

, C6

H12

O6

(glucose) เป็#นต&นแรงด�งด�ดระหว�างอะตอมที่ �ที่)าให&อะตอมอยู่��ด&วยู่กั�นในร�ป็ของโมเลกัล เร ยู่กัว�าพั�นธะเคม (Chemical bond)ที่)าไมอะตอมต&องม กัารฟอร.มพั�นธะกั�บอะตอมต�วอ!�น?

อะตอมของธาตส่�วนใหญ่�ในตารางธาตไม�ส่ามารถอยู่��อยู่�างอ�ส่ระอะตอมเด ยู่วได& ม เพั ยู่งไม�กั �ธาตที่ �อะตอมส่ามารถอยู่��ได&อยู่�างอ�ส่ระโดยู่ไม�ต&องรวมต�วกั�นคณร� &ไม&ว�าธาตเหล�าน�1นม อะไรบ&าง ? และเพัราะอะไร

พั�นธะเคมี

2

ปรูะเภทของพั�นธะเคมี

พั�นธะโควาเลนต์" (Covalent

bond)พั�นธะอ#ออน#กุ (Ionicbond)

พั�นธะโลหะ (Metalbond)

3

พั�นธะโคเวเลนต์"พั�นธะโคเวเลนต์" (covalent

bond) หมีายถึ&ง พั�นธะท'เกุ#ดจากุกุารูใชั�เวเลนต์"อ#เล)กุต์รูอนรู�วมีกุ�น

1 . กุารูเกุ#ดพั�นธะโคเวเลนต์" น#วเคลยสุของท�*งสุองอะต์อมีจะต์�องเข�ามีาอย �ใกุล�กุ�นในรูะยะท'เหมีาะสุมี เพั+'อท,าให�แรูงด&งด ดท�*งหมีดของรูะบบเท�ากุ�บแรูงผล�กุท,าให�อย �ในภาวะสุมีด�ลกุ�น รูวมีท�*งมีกุารูใชั�อ#เล)กุต์รูอนรู�วมีกุ�น เกุ#ดเป/นโมีเลกุ�ล เรูยกุว�า เกุ#ดพั�นธะโคเวเลนต์" 4

ธาต์�ท'จะเกุ#ดพั�นธะโคเวเลนต์"สุ�วนมีากุเป/นธาต์�อโลหะกุ�บอโลหะ

เน+'องจากุธาต์�อโลหะมีพัล�งงานไอออไนเซซ�นค�อนข�างสุ ง จ&งเสุยอ#เล)กุต์รูอนได�ยากุ มีแต์�ใชั�อ#เล)กุต์รูอนรู�วมีกุ�นเกุ#ดเป/นพั�นธะโคเวเลนต์" ล#วอ#สุ กุล�าวว�า พั�นธะโคเวเลนต์"

เป/นพั�นธะท'มี กุารูใชั�อ#เล)กุต์รูอนรู�วมีกุ�น รูะหว�าง 2อะต์อมี ท'เกุ#ดพั�นธะโดยเป/นไปต์ามี กุฏออกุเต์ต์

5

กุารูเกุ#ดพั�นธะโควาเลนต์"ของธาต์�อะโลหะ

อะตอมแต�ละต�วม ค�า EN ต�างกั�นไม�มากัน�กั น)าอ�เล2กัตรอนวงนอกัมาใช&ร�วมกั�น (Covalence)

อะตอมที่ �ม EN ส่�งกัว�าจะถ�กัเข ยู่นไว&ด&านขวาม!อ กัารให&หร!อร�บอ�เล2กัตรอนจะเป็#นไป็ตามความต&องกัารของธาตแต�ละ

ชน�ดเพั!�อให&ม อ�เล2กัตรอนวงนอกัเที่�ากั�บ 2 หร!อ 8 เช�น H อยู่��หม� 1 ( ) ต&องกัารร�บ 1 อ�เล2กัตรอนเพั!�อครบ 2 C อยู่��หม�� 4 ( ) ต&องกัารให&หร!อร�บอ�เล2กัตรอน อ กั 4อ�เล2กัตรอน

N อยู่��หม�� 5 ( ) ต&องกัารให& 5 หร!อร�บ 3 อ�เล2กัตรอน กัารเกั�ดพั�นธะเป็#นด�งน 1 : CH4, NH3, CN-

H

C

N

6

ว#ธเขยนสุ ต์รูโครูงสุรู�างของโมีเลกุ�ลโคเวเลนต์"กุ .สุ ต์รูโครูงสุรู�างแบบจ�ด หรู+อ

โครูงสุรู�างล#วอสุใชั�จ�ด ( .)แทนเวเลนต์"อ#เล)กุต์รูอน 1 . อะต์อมีของธาต์�กุ�อนเกุ#ดปฏ#กุ#รู#ยา ให�

เขยนแยกุกุ�น และเขยนจ�ดแสุดงเวเลนต์"อ#เล)กุต์รูอนล�อมีรูอบสุ�ญล�กุษณ์"ของธาต์�

7

2 เมี+'ออะต์อมี 2 อะต์อมีสุรู�างพั�นธะโคเวเลนต์"ให�เขยนจ�ด ( .)ไว�ในรูะหว�างสุ�ญล�กุษณ์"ของอะต์อมีค �รู�วมีพั�นธะต์�วอย�างเชั�น สุ ต์รูแบบจ�ดของฟอสุฟอรู�สุไต์รูคลอไรูด" (PCl3 )

P + 3 ( Cl ) Cl P PP

PP8

กัารพั�จารณาเข ยู่นส่�ตรเคม แบบจด

น�บจ)านวนอ�เล2กัตรอนของธาตแต�ละต�ว เช�น พั�จารณากัารเกั�ดพั�นธะระหว�าง O และ F

O หม�� 6 ม อ�เล2กัตรอนวงนอกั 6 ต�ว F หม�� 7 ม อ�เล2กัตรอนวงนอกั 7 ต�ว น�บอ�เล2กัตรอนรวมกั�น = 7×2 + 6 = 20 จ�ดอ�เล2กัตรอนรอบอะตอมแต�ละต�วให&ครบ 8

F

O

FOF

9

กุารูพั#จารูณ์าเขยนสุ ต์รูเคมีแบบจ�ด

ถ&ากัารจ�ดเร ยู่งอ�เล2กัตรอนแบบพั�นธะเด �ยู่วไม�ส่ามารถที่)าให&ที่กัอะตอมในโมเลกัลม อ�เล2กัตรอนล&อมรอบเที่�ากั�บ 8ป็ร�บอ�เล2กัตรอนเป็#นพั�นธะส่อง หร!อส่าม เช�น กัารเกั�ดส่ารป็ระกัอบ HCN

จ)านวนอ�เล2กัตรอนรวม = 1 + 4 + 5 = 10 อ�เล2กัตรอน ลองจ�ดแบบพั�นธะเด �ยู่วที่�1งหมด: อ�เล2กัตรอนครบแต�ไม�เป็#นไป็

ตามกัฎออกัเตต

ลองจ�ดพั�นธะส่ามระหว�าง C และ N: อ�เล2กัตรอนที่ �ใช&ครบ 10 ต�ว และเป็#นไป็ตามกัฏออกัเตต

NCH

NCH

10

ข . สุ ต์รูโครูงสุรู�างแบบเสุ�นใชั�เสุ�นต์รูง 1 เสุ�น ( — ) แทนอ#เล)กุต์รูอนท'ใชั�รู�วมีกุ�น 1 ค �ใชั�เสุ�นต์รูง 2 เสุ�น ( = ) แทนอ#เล)กุต์รูอนท'ใชั�รู�วมีกุ�น 2 ค �

ใชั�เสุ�นต์รูง 3 เสุ�น ( ) แทนอ#เล)กุต์รูอนท'ใชั�รู�วมีกุ�น 3 ค �ให�เขยนไว�ในรูะหว�างสุ�ญล�กุษณ์"ของธาต์�ค �รู�วมีพั�นธะต์�วอย�าง สุ ต์รูโครูงสุรู�างแบบเสุ�นของ PCl3

ค+อ Cl — P — Cl

Cl

11

12

ข�*นต์อนกุารูเขยนสุ ต์รูแบบเสุ�น

13

ต�วอยู่�าง

จงเข ยู่นโครงส่ร&างแบบเส่&นของส่ารป็ระกัอบต�อไป็น 1 NO2

SiO2

HClO H2SO4

CN-

14

แบบฝึ6กัห�ด

15

ข�อยกุเว�นสุ,าหรู�บกุฎออกุเต์ต์โมีเลกุ�ลโคเวเลนต์" จะมีกุารูจ�ดเรูยง

อ#เล)กุต์รูอน เป/นไปต์ามีกุฎออกุเต์ต์ ซ&'งท,าให�สุารูปรูะกุอบอย �ในสุภาพัท'เสุถึยรู แต์�อย�างไรูกุ)ต์ามีพับว�าสุารูปรูะกุอบบางชัน#ดมีกุารูจ�ดเรูยงอ#เล)กุต์รูอนไมี�เป/นไปต์ามีกุฎออกุเต์ต์ จ�ดเป/นข�อยกุเว�นสุ,าหรู�บกุฎออกุเต์ต์

กุ . พัวกุท'ไมี�ครูบออกุเต์ต์ ได�แกุ�สุารูปรูะกุอบของธาต์�ในคาบท' 2 ของต์ารูางธาต์� ท'มีเวเลนต์"อ#เล)กุต์รูอนน�อยกุว�า

4 เชั�น Be B

ต์�วอย�างเชั�น BF3 BCl3 BeCl2 และ BeF2 เป/นต์�น

F B F Cl Be Cl

F

16

พัวกุท'ไมี�ครูบออกุเต์ต์

17

ข . พัวกุท'เกุ#นออกุเต์ต์ได�แกุ� สุารูปรูะกุอบของธาต์�ท'อย �ในคาบท'

3 ของต์ารูางธาต์�เป/นต์�นไป สุามีารูถึสุรู�างพั�นธะแล�วท,าให�อ#เล)กุต์รูอนเกุ#นแปด เชั�น PCl5 SF

6 เป/นต์�น

Cl

P Cl

Cl

PPPP

F

S

F

F

F F

F

18

พัวกุท'ไมี�ครูบออกุเต์ต์

19

แบบฝึ:กุห�ด

20

แบบฝึ:กุห�ด

21

พั#จารูณ์าจากุจ,านวนอ#เล)กุต์รูอนท'ใชั�รู�วมีกุ�นของอะต์อมีค �รู�วมีพั�นธะด�งน*กุ . พั�นธะเด'ยว เกุ#ดจากุอะต์อมีค �สุรู�างพั�นธะท�*งสุองใชั�อ#เล)กุต์รูอน รู�วมีกุ�น 1 ค � ใชั�เสุ�น

1 เสุ�น ( — ) แทนพั�นธะเด'ยวเชั�น Cl Cl

Cl — Cl

H N H H N H

H H

2. ชัน#ดของพั�นธะโคเวเลนต์"

22

ข . พั�นธะค � เกุ#ดจากุอะต์อมีค �สุรู�างพั�นธะท�*งสุอง ใชั�อ#เล)กุต์รูอนรู�วมีกุ�น 2 ค � ใชั�เสุ�น 2เสุ�น (= )แทน 1 พั�นธะค � เชั�น

O O O = O

O C O O = C = O

H H H H

H C C H H — C = C — H

23

ค . พั�นธะสุามี เกุ#ดจากุอะต์อมีค �สุรู�างพั�นธะท�*งสุองใชั�อ#เล)กุต์รูอนรู�วมีกุ�นสุามีค �ใชั�เสุ�น ( ) แทน 1 พั�นธะสุามี เชั�น

N N N N

H C N H — C N

พั�นธะโคออรู"ด#เนต์โคเวเลนต์" (Co-ordinate covalent bond ) จะเป/นกุารูใชั�อ#เล)กุต์รูอนรู�วมีกุ�นอกุ

แบบหน&'งโดยท'อ#เล)กุต์รูอนค �รู�วมีพั�นธะท�*ง 2 ต์�ว จะได�มีาจากุอะต์อมีค �สุรู�างพั�นธะเพัยงต์�วเดยว อกุอะต์อมีหน&'งเพัยงแต์�เข�ามีาใชั�อ#เล)กุต์รูอนด�วยเพั+'อให�ครูบออกุเต์ต์เท�าน�*น

24

พั#จารูณ์าสุ ต์รูโครูงสุรู�างของโมีเลกุ�ล SO2 จะได�ด�งน* O S O O = S — Oหรู+อ O = S Oสุ ต์รูแบบจ�ด

สุ ต์รูแบบเสุ�น

S O แสุดงว�าเป/นพั�นธะโคออรู"ด#เนต์โคเวเลนต์" ซ&'งเกุ#ดจากุกุารูใชั�อ#เล)กุต์รูอนรู�วมีกุ�น 1 ค �อ#เล)กุต์รูอนท�*งค �น�*นได�มีาจากุอะต์อมีของ S

25

ความียาวพั�นธะของอะต์อมีค �หน&'งๆในสุารูปรูะกุอบต์�างชัน#ดกุ�น

3 . ความียาวพั�นธะและพัล�งงานพั�นธะความียาวพั�นธะ หมีายถึ&ง รูะยะรูะหว�าง

น#วเคลยสุของอะต์อมีค �หน&'งๆ ท'สุรู�างพั�นธะกุ�นในโมีเลกุ�ลต์�วอย�าง

ชัน#ดของพั�นธะ ชัน#ดของโมีเลกุ�ล ความียาวพั�นธะO H H2O

96

CH3OH 96

H2O2 97

HNO2

98

เฉล'ย 9

726

เพัชัรูC2H6

C3H8

C2H5

OH

ชัน#ดของพั�นธะ ชัน#ดของโมีเลกุ�ลความียาวพั�นธะ

C — C

15

4

15

4

15

4

15

5

เฉล'ย 15

4

ต์�วอย�างความียาวพั�นธะของอะต์อมีค �หน&'ง ๆ ในสุารูปรูะกุอบต์�างชัน#ดกุ�น

27

พัล�งงานพั�นธะ พัล�งงานพั�นธะ หมีายถึ&ง พัล�งงานท'น�อย

ท'สุ�ดท'ต์�องใชั�เพั+'อสุลายพั�นธะรูะหว�างอะต์อมีภายในโมีเลกุ�ลในสุถึานะกุ=าซ ให�เป/นอะต์อมีเด'ยวในสุถึานะกุ=าซ

พัล�งงานพั�นธะเฉล'ยในกุรูณ์ท'โมีเลกุ�ลโคเวเลนต์"น�*นปรูะกุอบด�วย

อะต์อมีมีากุกุว�า 2 อะต์อมี เชั�น H2O , CO2 , CH3OH ภายในโมีเลกุ�ลจะมีมีากุกุว�า 1 พั�นธะ พัล�งงานท'ใชั�ในกุารูสุลายโมีเลกุ�ลให�กุลายเป/นอะต์อมีเด'ยวจะต์�องถึ กุใชั�เพั+'อสุลายพั�นธะหลายพั�นธะด�วยกุ�น 28

พัล�งงานพั�นธะเฉล'ยของอะต์อมีค �ต์�าง ๆบางชัน#ดพั�นธะเด'ยว (KJ / mol )

H — H 436 N — H 391

C — H 413 F — F159

H — F 567 N — N 163

C — C 348 Cl — Cl242

H — Cl 431 N — O 201

C — O 358 S — H367

พั�นธะค � (KJ / mol )

พั�นธะสุามี (KJ / mol )C = C 614C

= N 615

C = O 745N = N 418

O = O 498C = S 477

P P 839

C N891

N N945

29

ความีสุ�มีพั�นธ"รูะหว�างความียาวพั�นธะกุ�บพัล�งงานพั�นธะสุ,าหรู�บธาต์�ค �เดยวกุ�น ย#'งความียาวพั�นธะมีากุเท�าใด กุ)จะย#'งมีพัล�งงานพั�นธะน�อยลงเท�าน�*น ด�งน�*นความียาวพั�นธะ : พั�นธะเด'ยว > พั�นธะค � > พั�นธะสุามีพัล�งงานพั�นธะ : พั�นธะสุามี > พั�นธะค � > พั�นธะเด'ยวนอกุจากุน* พัล�งงานพั�นธะย�งมีสุ�วนสุ�มีพั�นธ"กุ�บความีแข)งแรูงของพั�นธะด�วยโดยท'พัล�งงานพั�นธะมีากุจะแข)งแรูงมีากุความีแข)งแรูง : พั�นธะสุามี > พั�นธะค � > พั�นธะเด'ยว

30

แบบฝึ6กัห�ด

31

แบบฝึ6กัห�ด

32

ป็ระจฟอร.มอล (Formal Charge)

ป็ระจฟอร.มอล ค!อ ป็ระจไฟฟ7าบนแต�ละอะตอมอาจจะม เม!�ออ�เล2กัตรอนที่ �ส่ร&างพั�นธะที่�1งหมดถ�กักัระจายู่ไป็ส่��พั�นธะข&างเค ยู่ง

ส่ามารถค)านวณได&จากัความส่�มพั�นธ.Formal Charge (FC) = No. of core electron –

No. of unshared electron – No. of bonding pares

ป็ระจฟอร.มอล = จ)านวนป็ระจตามหม�� – จ)านวนอ�เล2กัตรอนที่ �ไม�แบ�งป็8น - จ)านวนค��อ�เล2กัตรอนส่ร&างพั�นธะ

33

ต�วอยู่�าง

34

แบบฝึ6กัห�ด จงหาป็ระจฟอร.ม�ลของแต�อะตอมในโมเลกัล CO2 ( )ว�ธ ที่)าC = 4- 0 - 4 = 0

O = 6 - 4 - 2 = 0

O = 6 – 4 - 2 = 0

How about the FC for each atom of SO3

ข&อส่�งเกัต อะตอมที่ �ม EN ส่�งกัว�าม�กัม ป็ระจเป็#น ลบ อะตอมของธาตชน�ดเด ยู่วต&องม เคร!�องหมายู่ไม�ต�าง

กั�น

C

O

O

35

โรูโซแนนซ" (Resonance)

โรโซึ่แนนซึ่. ค!อ ป็รากัฏกัารณ.ที่ �โมเลกัลของส่ารส่ามารถเข ยู่นโครงส่ร&างล�วอ ส่ได&หลายู่แบบ เช�น

(1) (2) (3)

จากัผลกัารที่ดลอง พั�นธะที่�1งส่ามม ความยู่าว และพัล�งงานเที่�ากั�น แม&จะม พั�นธะต�างกั�นเน!�องจากักัารเคล!�อนที่ �ได&ที่� �วที่�1งโมเลกัลของอ�เล2กัตรอน

ให&น�กัศึ�กัษาลองหาป็ระจฟอร.มอลของแต�ละอะตอม36

ต�วอยู่�างเพั��มเต�ม โรโซึ่แนนซึ่.

37

แบบฝึ6กัห�ด

38

4 . กุารูเขยนสุ ต์รูและกุารูเรูยกุชั+'อสุารูโคเวเลนต์"โมีเลกุ�ลโคเวเลนต์"เกุ#ดจากุกุารูรูวมีต์�วกุ�น

ของธาต์�ต์�*งแต์� 2 อะต์อมีข&*นไป ในกุรูณ์ท'มีอะต์อมีของธาต์�หลายชัน#ด กุ,าหนดให�เขยนสุ�ญล�กุษณ์"ของธาต์�เรูยงต์ามีล,าด�บด�งน* B Si C P N H Se S I Br Cl O F

39

ธาต์�กุ�บกุารูเกุ#ดพั�นธะโคเวเลนต์" ธาตที่ �รวมต�วกั�นแล&วเกั�ดพั�นธะโคเวเลนต. ได&แกั�

40

ธาต์�กุ�บกุารูเกุ#ดพั�นธะโคเวเลนต์"

41

แบบฝึ6กัห�ด

42

แบบฝึ6กัห�ด

43

กุารูเขยนสุ ต์รูของสุารูโควาเลนต์"

44

แบบฝึ6กัห�ด

45

กุารูเรูยกุชั+'อสุารูปรูะกุอบโคเวเลนต์"มีหล�กุกุารูท�'วๆไปด�งน*

กุารูเรูยกุชั+'อสุารูปรูะกุอบโคเวเลนต์"มีหล�กุกุารูท�'วๆไปด�งน* 1. ให�เรูยกุชั+'อธาต์�ท'อย �ข�างหน�ากุ�อน

แล�วต์ามีด�วยชั+'อของอกุธาต์�หน&'ง พัรู�อมีกุ�บเปล'ยนเสุยงพัยางค"ท�ายของธาต์�หล�งให�เป/น -ไอด"

46

เชั�นถึ�าธาต์�ท'อย �หล�งเป/น Cl ให�เรูยกุ คลอไรูด"O เรูยกุ ออกุไซด"

N ให�เรูยกุ ไนไต์รูด" F เรูยกุ ฟล ออไรูด"

C ให�เรูยกุ คารู"ไบด"Br เรูยกุ โบรู"ไมีด"

S ให�เรูยกุ ซ�ลไฟด" P เรูยกุ ฟอสุไฟด .

2. นอกุจากุจะเรูยกุชั+'อธาต์�แล�ว ต์�องบอกุจ,านวนอะต์อมี ของธาต์�ด�วยโดยใชั�ภาษากุรูกุด�งน*

1 = มีอนอ 2 = ได 3 = ไต์รู 4 = เต์ต์รูะ

5 = เพันต์ะ 6 = เฮกุซะ 7 = เฮปต์ะ 8 = ออกุต์ะ

9 = โนนะ 10 = เดคะ

47

ต์�วอย�าง ของกุารูเรูยกุชั+'อสุารูโคเวเลนต์"

CO คารู"บอนมีอนอออกุไซด" หรู+อ คารู"บอนมีอนอกุไซด .

CO2 คารู"บอนไดออกุไซด"

NO ไนโต์รูเจนมีอนอออกุไซด" หรู+อ ไนโต์รูเจนมีอนอกุไซด"N2O ไดไนโต์รูเจนมีอนอออกุไซด" หรู+อ ไดไนโต์รูเจนมีอนอกุไซด"N2O3 ไดไนโต์รูเจนไต์รูออกุไซด"

N2O5 ไดไนโต์รูเจนเพันต์ะออกุไซด"48

กุารูสุลาย และกุารูเกุ#ดพั�นธะ

49

ต�วอยู่�าง กั)าหนด พัล�งงานพั�นธะด�งน 1

50

ต�วอยู่�าง กั)าหนด พัล�งงานพั�นธะด�งน 1

51

แบบฝึ6กัห�ด

52

53

5 . รู ปรู�างโมีเลกุ�ลโคเวเลนต์"

รู ปรู�างโมีเลกุ�ลโคเวเลนต์" ข&*นอย �กุ�บจ,านวนพั�นธะโคเวเลนต์"หรู+อจ,านวนอ#เล)กุต์รูอนค �รู�วมีพั�นธะและจ,านวนอ#เล)กุต์รูอนค �โดดเด'ยวของอะต์อมีกุลางเป/นหล�กุ 1. โมีเลกุ�ลท'มีรู ปรู�างเป/นเสุ�นต์รูงกุ . โมีเลกุ�ลท'ไมี�มีอะต์อมีกุลางเชั�น H2

, O2 , HCl , N2

ข. โมีเลกุ�ลท'อะต์อมีกุลางมี 2 พั�นธะได�แกุ� BeCl2 CO2

มี 2 พั�นธะโคเวเลนต์"และไมี�มีอ#เล)กุต์รูอนค �โดดเด'ยว

54

มี�มีรูะหว�างพั�นธะ 180 องศาเซลเซยสุ

Be

Cl

Cl

รู ปรู�างของโมีเลกุ�ล BeCl2 เป/นเสุ�นต์รูง

55

- อะต์อมีกุลางมี 3 พั�นธะโคเวเลนต์" - ไมี�มีอ#เล)กุต์รูอนค �โดเด'ยว - มี�มีรูะหว�างพั�นธะ 120 องศาเซลเซยสุ - เชั�น BF3 CH2O และ SO3

2. โมีเลกุ�ลท'มีรู ปรู�างเป/น สุามีเหล'ยมีแบนรูาบ

B

FF

F

รู ปรู�างของโมีเลกุ�ล BF3 เป/นสุามีเหล'ยมีแบนรูาบ 56

3. โมีเลกุ�ลท'มีรู ปรู�างเป/น ทรูงสุ'หน�า- อะต์อมีกุลางมี 4 พั�นธะโคเวเลนต์" - ไมี�มี

อ#เล)กุต์รูอนค �โดดเด'ยว- มี�มีรูะหว�างพั�นธะ 1095. องศาเซลเซยสุ - ต์�วอย�างเชั�น CH4 CCl4 NH4

+H

CH

HHรู ปรู�างโมีเลกุ�ลของ CH4 เป/นทรูงสุ'หน�า 57

4. โมีเลกุ�ลท'มีรู ปรู�างเป/นพัรูะมี#ดค �ฐานสุามีเหล'ยมี - อะต์อมีกุลางมี 5 พั�นธะโคเวเลนต์" - ไมี�มีอ#เล)กุต์รูอนค �โดดเด'ยว

- มี�มีรูะหว�างพั�นธะ 120และ 90 องศาเซลเซยสุ - ต์�วอย�างเชั�น PF5 PCl5

ClP

Cl

Cl

Cl C

l

รู ปรู�างโมีเลกุ�ลของ PCl5 เป/นพัรูะมี#ดค �ฐานสุามีเหล'ยมี

58

5. โมีเลกุ�ลท'มีรู ปรู�าง เป/นทรูงแปดหน�า- อะต์อมีกุลางมี 6 พั�นธะโคเวเลนต์" - ไมี�มีอ#เล)กุต์รูอนค �โดดเด'ยว

- มี�มีรูะหว�างพั�นธะ 90 องศาเซลเซยสุ - ต์�วอย�างเชั�น SF6

S

FF

F

F

F

F

รู ปรู�างโมีเลกุ�ลของ SF6 เป/น ทรูงแปดหน�า

59

6 . โมีเลกุ�ลท'มีรู ปรู�างเป/น มี�มีงอ- อะต์อมีกุลางมี 2 พั�นธะโคเวเลนต์" - มี

อ#เล)กุต์รูอนค �โดดเด'ยว 1 หรู+อ 2 ค �- มี�มีรูะหว�างพั�นธะ 105 องศาเซลเซยสุ (มี�มีจะไมี�แน�นอนข&*นอย �กุ�บ ชัน#ดของโมีเลกุ�ล - ) ต์�วอย�างเชั�น H2O SO2

O

HHรู ปรู�างโมีเลกุ�ลของ H2O เป/นมี�มีงอ

60

7 . โมีเลกุ�ลท'มีรู ปรู�างเป/น พัรูะมี#ดฐานสุามีเหล'ยมี- อะต์อมีกุลางมี 3 พั�นธะโคเวเลนต์" - มีอ#เล)กุต์รูอนค �โดดเด'ยว 1 ค �

- มี�มีรูะหว�างพั�นธะ 107 องศาเซลเซยสุ (มี�มีจะไมี�แน�นอนข&*นอย �กุ�บ ชัน#ดของโมีเลกุ�ล - ) ต์�วอย�างเชั�น NH3 PCl3 N

HHH

รู ปรู�างโมีเลกุ�ลของ NH3

เป/นมี�มีพัรูะมี#ดค �ฐานสุามีเหล'ยมี 61

ทฤษฎของกุารูผล�กุกุ�นของค �อ#เล)กุต์รูอนในเวเลนซ"เชัลล" ( Valence Shell Electron

Pair Rupulsion Theory )มีใจความีท'สุ,าค�ญโดยย�อด�งน* รู ปรู�างของโมีเลกุ�ลหรู+อไอออนท'ย&ดเหน'ยวกุ�นด�วยพั�นธะโคเวเลนต์"จะข&*นอย �กุ�บจ,านวนอ#เล)กุต์รูอนค �สุรู�างพั�นธะ (หรู+อจ,านวนพั�นธะโคเวเลนต์" )และจ,านวนอ#เล)กุต์รูอนค �โดดเด'ยวท'มีอย �ในเวเลนซ"เชัลล"ของอะต์อมีกุลาง โดยท'ค �อ#เล)กุต์รูอนเหล�าน�*นจะจ�ดต์�วเองรูอบๆ อะต์อมีกุลางให�อย �ห�างกุ�นมีากุท'สุ�ด ท�*งน*เพั+'อให�เกุ#ดแรูงผล�กุรูะหว�างค �อ#เล)กุต์รูอนน�อยท'สุ�ด

62

สุ ต์รูท�'วไปค+อสุ ต์รู = AXmEn

เมี+'อ A = ค+ออะต์อมีกุลางของโมีเลกุ�ล

X = ค+ออะต์อมีหรู+อกุล��มีของอะต์อมีท'ย&ด เหน'ยวกุ�บ A

m = จ,านวนค �ของอ#เล)กุต์รูอนค �สุรู�างพั�นธะ

E = สุ�ญล�กุษณ์"แทนอ#เล)กุต์รูอนค �โดดเด'ยว

n = จ,านวนค �ของอ#เล)กุต์รูอนค �โดดเด'ยว

63

กุารูใชั�ทฤษฎ VSEPR ต์�องมีข�อกุ,าหนดบางปรูะกุารูเชั�น

1. ใชั�ได�กุ�บโมีเลกุ�ลหรู+อไอออนท'ย&ดเหน'ยวกุ�นด�วยพั�นธะโคเวเลนต์"เท�าน�*น

2. พั�นธะเด'ยว พั�นธะค � พั�นธะสุามี หรู+อพั�นธะโคออรู"ด#เนต์โคเวเลนต์"ถึ+อว�าเป/น 1 พั�นธะ

3. แรูงผล�กุรูะหว�างค �อ#เล)กุต์รูอนจะเรูยงล,าด�บด�งน* อ#เล)กุต์รูอนค �โดดเด'ยว- ค �โดดเด'ยว > ค �โดดเด'ยว-ค �สุรู�างพั�นธะ > ค �สุรู�างพั�นธะ - ค �สุรู�างพั�นธะ

64

รู ปรู�างโมีเลกุ�ลโคเวเลนต์"ต์ามีทฤษฎ VSEPR

AXmEn รู ปรู�างโมีเลกุ�ลAX2 เสุ�นต์รูง

AX2E มี�มีงอAX3 สุามีเหล'ยมีแบนรูาบAX3E พัรูะมี#ดฐานสุามีเหล'ยมี

65

AXmEn รู ปรู�างโมีเลกุ�ลAX4 ทรูงสุ'หน�า

AX5 พัรูะมี#ดค �ฐาน

สุามีเหล'ยมีAX

6 ทรูงแปดหน�า

AX7 พัรูะมี#ดค �ฐาน

ห�าเหล'ยมี66

รู ปรู�างโมีเลกุ�ลโควาเลนต์"

67

รู ปรู�างโมีเลกุ�ลโควาเลนต์"

68

รู ปรู�างโมีเลกุ�ลโควาเลนต์"

69

รู ปรู�างโมีเลกุ�ลโควาเลนต์"

70

แบบฝึ6กัห�ด ข&อม�ลในตารางต�อไป็น 1ข&อใดผ�ด

71

แบบฝึ6กัห�ด ส่ารต�อไป็น 1 โมเลกัลจะม ร�ป็ร�างเป็#นแบบใด

72

แบบฝึ6กัห�ด

73

แบบฝึ6กัห�ด

74

6. สุภาพัข�*วของโมีเลกุ�ลโคเวเลนต์"

ข�*วของพั�นธะพั#จารูณ์าได�จากุผลต์�างของอ#เล)กุโทรูเนกุาต์#ว#ต์ (EN ) หรู+อสุภาพัไฟฟCาลบของธาต์�ค �รู�วมีพั�นธะ

ถึ�าธาต์�ค �รู�วมีพั�นธะมี EN เท�ากุ�นจะได�เป/นพั�นธะไมี�มีข�*ว ถึ�าธาต์�ค �รู�วมีพั�นธะมี EN ต์�างกุ�นจะได�พั�นธะมีข�*ว ย#'งต์�างกุ�นมีากุเท�าใด สุภาพัข�*วของพั�นธะย#'งมีากุข&*นซ&'ง อ#เล)กุโทรูเนกุาต์#ว#ต์หรู+อสุภาพัไฟฟCาลบ หมีายถึ&ง ความีสุามีารูถึในกุารูด&งด ดอ#เล)กุต์รูอนของธาต์�ท'รูวมีกุ�นเป/นสุารูปรูะกุอบ 75

ค�าอ#เล)กุโทรูเนกุาต์#ว#ต์ข&*นอย �กุ�บขนาดอะต์อมีและจ,านวนปรูะจ�ในน#วเคลยสุ

อะต์อมีท'มีขนาดเล)กุ จะมีค�า EN สุ งกุว�าอะต์อมีท'มีขนาดใหญ�และอะต์อมีท'มีปรูะจ�ในน#วเคลยสุมีากุจะมีค�า EN สุ งกุว�าอะต์อมีท'มีปรูะจ�ในน#วเคลยสุน�อยข�*วของพั�นธะท'พั#จารูณ์าจากุค�า EN แบ�งเป/น

2 กุรูณ์ด�งน* 1. กุรูณ์ท'อะต์อมีค �รู�วมีพั�นธะมีค�า EN เท�า

กุ�น เรูยกุล�กุษณ์ะของพั�นธะโคเวเลนต์"น*ว�า พั�นธะโคเวเลนต์"ไมี�มีข�*ว

2. กุรูณ์ท'อะต์อมีค �รู�วมีพั�นธะมีค�า EN ต์�างกุ�น เรูยกุล�กุษณ์ะของพั�นธะโคเวเลนต์"น*ว�า พั�นธะโคเวเลนต์"มีข�*ว

76

กุารูเปรูยบเทยบสุภาพัมีข�*วของพั�นธะ

ย#'งอะต์อมีค �รู�วมีพั�นธะมีอ#เล)กุโทรูเนกุาต์#ว#ต์ต์�างกุ�นเท�าใด กุ)จะย#'งแสุดงอ,านาจของข�*วไฟฟCาหรู+อมีสุภาพัข�*วมีากุข&*นเท�าน�*นกุรูณ์ของ HF และ HCl เมี+'อพั#จารูณ์าค�า EN จะพับว�า F มีค�า EN มีากุกุว�า Cl ด�งน�*นผลต์�างของ EN ของ HF จ&งมีากุกุว�า HCl

77

7. แรูงย&ดเหน'ยวรูะหว�างโมีเลกุ�ลโคเวเลนต์"แรูงลอนดอน

แรูงลอนดอนเป/นชั+'อเฉพัาะของแรูงย&ดเหน'ยวรูะหว�างโมีเลกุ�ลโคเวเลนต์"ไมี�มีข�*ว โดยท�'วๆไปอาจจะสุรู�ปเกุ'ยวกุ�บแรูงลอนดอนได�ด�งน*

1. แรูงลอนดอนมีอย �ในสุารูต์�างๆ ท�กุชัน#ด ท�*งในสุถึานะของแข)ง ของเหลวและกุ=าซ สุ,าหรู�บสุารูชัน#ดเดยวกุ�นเมี+'อมีสุถึานะต์�างๆกุ�น แรูงลอนดอนจะเรูยงต์ามีล,าด�บด�งน*

ของแข)ง > ของเหลว > กุ=าซ

78

2. แรูงลอนดอนมีผลต์�อจ�ดเด+อด จ�ดหลอมีเหลวเชั�นเดยวกุ�บแรูงย&ดเหน'ยวรูะหว�างอน�ภาคชัน#ดอ+'นๆ แต์�มีค�าน�อยกุว�าและจะมีผลมีากุต์�อโมีเลกุ�ลโคเวเลนต์"ไมี�มีข�*ว

3. แรูงลอนดอนข&*นอย �กุ�บมีวลโมีเลกุ�ลของสุารู สุารูท'มีมีวลโมีเลกุ�ลสุ งจะมีแรูงลอนดอนมีากุกุว�าพัวกุท'มีมีวลโมีเลกุ�ลต์,'า

79

แรูงด&งด ดรูะหว�างข�*ว : แรูงย&ดเหน'ยวรูะหว�างโมีเลกุ�ลมีข�*ว

จากุกุารูศ&กุษาพับว�าโมีเลกุ�ลโคเวเลนต์"ชัน#ดมีข�*ว นอกุจากุจะย&ดเหน'ยวกุ�นด�วยแรูงลอนดอนแล�วย�งย&ดเหน'ยวกุ�นด�วยแรูงรูะหว�างข�*ว (dipole forces )

แรูงรูะหว�างข�*วเป/นแรูงย&ดเหน'ยวรูะหว�างโมีเลกุ�ลปรูะเภทหน&'งเกุ#ดจากุแรูงด&งด ดรูะหว�างข�*วบวกุและข�*วลบของโมีเลกุ�ล

80

แรูงว�นเดอรู"วาลสุ"

แรูงย&ดเหน'ยวรูะหว�างโมีเลกุ�ลโคเวเลนต์"ไมี�มีข�*ว (แรูงลอนดอน )กุ�บแรูงด&งด ดรูะหว�างข�*ว รูวมีกุ�นเรูยกุว�า แรูงว�นเดอรู"วาลสุ"ด�งน�*นขนาดของแรูงว�นเดอรู"วาลสุ"ในโมีเลกุ�ลไมี�มีข�*วจ&งข&*นอย �กุ�บมีวลโมีเลกุ�ลของสุารูน�'นค+อ ในโมีเลกุ�ลไมี�มีข�*ว เมี+'อมีวลโมีเลกุ�ลเพั#'มีข&*น ค�าของแรูงว�นดอรู"วาลสุ"จะมีแนวโน�มีเพั#'มีข&*น

81

พั�นธะไฮโดรูเจน

ใชั�สุ�ญล�กุษณ์"พั�นธะไฮโดรูเจนเป/นจ�ดปรูะ ( ……..) โดยเขยนไว�รูะหว�างอะต์อมีของธาต์�ท'เกุ#ดพั�นธะไฮโดรูเจนเชั�น พั�นธะไฮโดรูเจนในโมีเลกุ�ล HF จะเขยนได�ด�งน* H — F …………. H — F

พั�นธะไฮโดรูเจน พั�นธะโคเวเลนต์"

82

กุรูณ์ของโมีเลกุ�ล HF เมี+'อเกุ#ดพั�นธะไฮโดรูเจน โมีเลกุ�ลของ HF จะด&งด ดต์�อเน+'องกุ�นไปด�วยพั�นธะไฮโดรูเจนคล�ายพัอล#เมีอรู"ด�งรู ป

รู ป กุารูเกุ#ดพั�นธะไฮโดรูเจนในโมีเลกุ�ล HF

83

สุรู�ป 1. พั�นธะไฮโดรูเจน ค+อพั�นธะท'เกุ#ดจากุแรูง

ย&ดเหน'ยวรูะหว�างอะต์อมีไฮโดรูเจนกุ�บอะต์อมีอ+'นๆ ท'มีค�าอ#เล)กุโทรูเนกุาต์#ว#ต์สุ งๆ และมีขนาดเล)กุ (ค+อธาต์� F, O และ N)

2. ไฮโดรูเจนอะต์อมี ท'จะเกุ#ดพั�นธะไฮโดรูเจนได�จะต์�องเป/นสุ�วนท'มีข�*ว (ค�อนข�างแรูงมีากุ ) ไฮโดรูเจนท'ไมี�มีข�*วจะไมี�สุามีารูถึเกุ#ดพั�นธะไฮโดรูเจน

3. สุารูปรูะกุอบท'มีพั�นธะไฮโดรูเจน จะมีแรูงย&ดเหน'ยวรูะหว�างโมีเลกุ�ลสุ งท,าให�มีจ�ดเด+อดและจ�ดหลอมีเหลวสุ งกุว�าโมีเลกุ�ลโคเวเลนต์"ท�'วๆไป

84

8 . พั�นธะโคเวเลนต์"กุ�บโครูงรู�างผล&กุต์าข�ายสุารูโคเวเลนต์"สุามีารูถึแบ�งได�เป/น 2ปรูะเภท

1. สุารูท'มีสุ ต์รูโมีเลกุ�ล เรูยกุว�า โมีเลกุ�ลโคเวเลนต์" มีจ�ดเด+อดและจ�ดหลอมีเหลวต์,'ารูวมีท�*งไมี�น,าไฟฟCา

2. พัวกุท'ไมี�มีสุ ต์รูโมีเลกุ�ล เรูยกุสุารูปรูะเภทน*ว�าโครูงผล&กุรู�างต์าข�าย เชั�น เพัชัรู แกุรูไฟต์"และควอทซ" มีจ�ดเด+อดจ�ดหลอมีเหลวสุ งมีากุ บางชัน#ดสุามีารูถึน,าไฟฟCาได�ด�วย

85

โครูงผล&กุรู�างต์าข�ายของแกุรูไฟต์"

รู ป โครูงผล&กุรู�างต์าข�ายของแกุรูไฟต์" แทนอะต์อมีของคารู"บอน

แกุรูไฟต์"เป/นรู ปหน&'งของธาต์�คารู"บอนมีล�กุษณ์ะของโครูงผล&กุรู�างต์าข�ายเป/นด�งน*

86

แกุรูไฟต์"มีล�กุษณ์ะเป/นโครูงผล&กุรู�างต์าข�ายจ&งท,าให�มีสุมีบ�ต์#แต์กุต์�างจากุโมีเลกุ�ลโคเวเลนต์"ท�'วๆไป เชั�น

-- ไมี�มีสุ ต์รูโมีเลกุ�ล-- น,าไฟฟCาได�-- จ�ดหลอมีเหลวและจ�ดเด+อดสุ ง

มีากุ-- มีความีแข)งมีากุ

87

โครูงผล&กุรู�างต์าข�ายของเพัชัรูเพัชัรูเป/นรู ปหน&'งของคารู"บอนเชั�น

เดยวกุ�บแกุรูไฟต์" และมีโครูงผล&กุรู�างต์าข�ายได�ด�งน*

โครูงผล&กุรู�างต์าข�ายของเพัชัรู แทนอะต์อมีของคารู"บอน

88

จากุล�กุษณ์ะของโครูงผล&กุรู�างต์าข�าย ท,าให�เพัชัรูมีสุมีบ�ต์#คล�าย ๆ แกุรูไฟต์"

-- ไมี�มีสุ ต์รูโมีเลกุ�ล-- ไมี�น,าไฟฟCา-- จ�ดหลอมีเหลวและ

จ�ดเด+อดสุ ง-- มีความีแข)งมีากุ

89