Chem_m4

เคมี (2) _______________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2004

ความรูพ้ืนฐานทั่วไป

1. ขอเปรียบเทียบระหวางสารละลาย คอลลอยด และสารแขวนลอย(ของผสม)

สมบัติ สารละลาย คอลลอยด สารแขวนลอย1. ขนาดของอนุภาค (เสนผานศูนยกลาง)

2. การลอดกระดาษกรอง3. การลอดกระดาษเซลโลเฟน4. การเกิดปรากฏการณทินดอลล (กระดาษกรองมีขนาดของรูโตกวารูของ กระดาษเซลโลเฟน)

นอยกวา 10-7 cm

ลอดลอดไมเกิด

มากกวา 10-7 cmนอยกวา 10-4 cm

ลอดไมลอดเกิด

มากกวา 10-4 cm

ไมลอดไมลอดมืดทึบ

Emulsion เปนคอลลอยดของเหลว + ของเหลวEmulsifier ตัวประสานจาก colloid ไมถาวรเปน colloid ถาวร

ไขแดง เปนอีมัลซิไฟเออรของสลัดน้ํ าดี เปนอีมัลซิไฟเออรของไขมันในตับเคซีน (โปรตีน) เปนอีมัลซิไฟเออรของนํ้ านมสบู เปนอีมัลซิไฟเออรของนํ้ าและนํ้ ามัน

โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2004 ________________________________________เคมี (3)

2. การตรวจสอบความบริสุทธิ์ของสารทํ าไดโดยการทดสอบคุณสมบัติของสารท่ีใชกันมาก ไดแก

ชนิดของสาร จุดเดือด (Tb) จุดหลอมเหลว (Tf) ความรอนแฝง (λ)สารบริสุทธิ์สารไมบริสุทธิ์

คงท่ีไมคงท่ี

คงท่ีไมคงท่ี

คงท่ี (ธาตุ, สารประกอบ)ไมคงท่ี (ของผสม)

3. กราฟแสดงความสัมพันธระหวางอุณหภูมิกับเวลาในการให ความรอนของสารบริสุทธิ์

(s)(s)

(l)

(l) (g)

(g)

เวลา (T)

อุณหภูมิ (T)

Tb

Tf

T0

0ก. ของแข็ง (s)

(l)(l) (g)

(g)

เวลา (T)


Tb

T0

0ข. ของเหลว (l)

(g)

(g)

เวลา (T)


T0

0ค. กาซ (g)

T0 = อุณหภูมิเริ่มตน (อุณหภูมิหอง = 25°C)Tf = จุดหลอมเหลวTb = จุดเดือด

• ถาเปนของแข็ง จุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงกวาอุณหภูมิหอง• ถาเปนของเหลว จุดหลอมเหลว < อุณหภูมิหอง แตจุดเดือด > อุณหภูมิหอง• ถาเปนกาซ จุดหลอมเหลวและจุดเดือด < อุณหภูมิหอง


4. การแยกสารใหบริสุทธิ์ท่ีสํ าคัญ1. การกลั่นแยกของเหลวจากของเหลวที่มีจุดเดือดตางกัน

1. กลั่นธรรมดา แยก (l) จาก (l) ท่ีมีจดุเดอืดตางกันมากๆ เชน การกล่ันนํ ้าจากนํ ้าทะเล (จะไดสารบริสุทธิ์ได)2. กลั่นลํ าดับสวน แยก (l) จาก (l) ท่ีมจีดุเดอืดใกลกัน จะไดสารไมบริสุทธิ์ เชน การกล่ันนํ้ า (Tb = 100°C)

จากแอลกอฮอล (Tb = 78°C), การกล่ันนํ้ ามันปโตรเลียม3. การสกัดโดยการกลั่นดวยไอนํ้ า ใชในการแยก

ก. สารท่ีระเหยงายจากสารระเหยยากข. สารท่ีแยกไดตองไมรวมกับนํ้ าเชน การสกัดนํ้ ามันหอมระเหยจากพืช

4. การกลั่นภายใตความดันต่ํ า เพ่ือลดจุดเดือดของของเหลว เชน การกล่ันอาหาร, ยา, ผลิตนมผง(∴ T สูงคุณภาพเสีย)

2. โครมาโทกราฟ ใชหลัก "การละลายและการดูดซับตางกัน" ละลายดี ดูดซับนอยออกกอน

Rf = ระยะทางทีส่ารเคล่ือนท่ีระยะทางทีตั่วทําละลายเคล่ือนท่ี

(มีคา < 1 เสมอ)

ขอดี 1. ใชแยกสารท่ีมีปริมาณนอยได2. ใชแยกสารมีสี และไมมีสีก็แยกได3. ใชวิเคราะหวาเปนสารอะไรก็ได โดยหาคา Rf4. ใชวิเคราะหวามีปริมาณมากนอยเทาใดก็ได

3. การสกัดดวยตัวทํ าละลาย ตองเลือกตัวทํ าละลายใหเหมาะสมเพ่ือไปแยกสารที่ตองการออกมา เชน การสกัดนํ้ ามันรํ าโดยใชเฮกเซน (C6H14) จากรํ าขาว

4. การตกผลึก แยกของแข็งจากของเหลวที่มีการละลายตางกัน อิ่มตัวกอนตกกอน เชน การแยกเกลือแกงจากนํ้ าทะเล

5. แบบทดสอบการแยกสารคํ าชี้แจง ใชขอความตอไปนี้ประกอบการตอบคํ าถาม

วิธีการแยกสารออกจากกันคือวิธีท่ี 1 กล่ันลํ าดับสวน วิธีท่ี 2 ละลายนํ้ าแลวกรองวิธีท่ี 3 ละลายในโทลูอีนแลวกรอง วิธีท่ี 4 ละลายนํ้ าตกผลึกวิธีท่ี 5 การสกัดดวยตัวทํ าละลาย วิธีท่ี 6 การสกัดดวยไอนํ้ าวิธีท่ี 7 โครมาโทกราฟ

1. แยกโซเดียมคลอไรดจากเลด (II) ไอโอไดด (PbI2) แยกโดยละลายนํ้ าแลวกรอง2. แยกโซเดียมคลอไรดจากแมกนีเซียมคลอไรด แยกโดยละลายนํ้ าแลวตกผลึก3. แยกคารบอนเตตระคลอไรดจากนํ้ า แยกโดยกรวยแยก4. แยกนํ้ ามันหอมระเหยจากพืช แยกโดย 1. การสกัดโดยการกลัน่ดวยไอนํ ้า 2. การสกัดดวยตัวทํ าละลาย5. แยกนํ้ ามันจากรํ าขาว แยกโดยการสกัดดวยตัวทํ าละลาย6. แยกสารท่ีมีปริมาณนอย แยกโดยโครมาโทกราฟ7. แยกนํ้ ามันดิบ แยกโดยการกล่ันลํ าดับสวน


แบบทดสอบ

จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. สาร 3 ชนิด A, B และ C แยกบรรจุอยูในบีกเกอร เมื่อนํ าสารแตละชนิดมาทดสอบบางประการไดผลดังนี้

สาร ลักษณะท่ีมองเห็น เม่ือกรองผานกระดาษกรอง เม่ือใหความรอนกับของเหลวท่ีกรองไดจนระเหยหมด

A มีของแข็งขนาดเล็กมากกระจายอยูในของเหลว

แยกของแข็งไดและของเหลวที่กรองไดใส

ไมมีอะไรเหลืออยู

B เปนของเหลวขุนเล็กนอย ของเหลวที่กรองไดยังคงขุนเชนเดิม มีของแข็งเหลืออยูC ของเหลวใสสีเหลืองออน ของเหลวยังคงใสและมีสีเชนเดิม ไดของแข็งสีเหลือง

การสรุปชนิดของสารในขอใดถูก

A B C1)2)3)4)

สารเนื้อเดียวคอลลอยดสารเนื้อผสมสารแขวนลอย

สารแขวนลอยสารละลายสารประกอบคอลลอยด

สารละลายสารประกอบสารบริสุทธิ์สารละลาย

2. นักเรียนคนหนึ่งตองการแยกสารตัวอยาง ซ่ึงมีลักษณะเปนผง ประกอบดวย กํ ามะถัน เหล็ก ทราย และเกลือ เขาควรทํ าอยางไรตามลํ าดับ

ขั้นท่ี 1 ขั้นท่ี 2 ขั้นท่ี 3 ขั้นท่ี 41)

2)

3)

4)

ละลายนํ้ าแลวกรอง

ละลายในกรดแลวกรอง

ละลายในโทลูอีนแลวกรอง

ละลายนํ้ าแลวกรอง

ละลายในโทลูอีนแลวกรองละลายในโทลูอีนแลวกรองละลายในนํ้ าแลวกรอง

ละลายในกรดแลวกรอง

ใชแมเหล็กดูด

ใชแมเหล็กดูด

ละลายในกรดแลวกรองใหความรอนแลวเทส่ิงท่ีหลอมเหลวออก

ระเหยสารละลายจากขั้นท่ี 1 และ 2ระเหยสารละลายจากขั้นท่ี 1 และ 2ระเหยสารละลายจากขั้นท่ี 1, 2 และ 3ระเหยสารละลายจากขอ 1 และ 2


3. เมื่อนํ าของผสมท่ีประกอบดวยสาร A, B และ C มาแยกโดยใชโครมาโทกราฟกระดาษและตัวทํ าละลายท่ีเหมาะสมไดผลดังนี้

สาร ระยะทางที่สารเคลื่อนท่ี (cm) ระยะทางที่ตัวทํ าละลายเคลื่อนท่ี (cm)ABC

975

101010

สรุปผลไดดังนี้ก. สาร A ถูกดูดซับไดดีท่ีสุด สาร C ถูกดูดซับไดนอยท่ีสุดข. สาร B ถูกดูดซับไดดีปานกลาง สาร C ละลายในตัวทํ าละลายไดดีท่ีสุดค. สาร A ถูกดูดซับไดนอยท่ีสุด สาร C ถูกดูดซับไดดีท่ีสุดง. สาร A ละลายในตัวทํ าละลายไดดีท่ีสุด สาร B ละลายในตัวทํ าละลายไดปานกลาง

ขอสรุปใดถูก1) ก. และ ข. 2) ข. และ ค. 3) ค. และ ง. 4) ก. และ ง.

4. เมื่อนํ าสารละลายตัวอยางชนิดหนึ่งมาทํ าการแยกโดยวิธีโครมาโทกราฟกระดาษ โดยมีนํ้ าเปนตัวทํ าละลาย ไดผล การทดลองดังรูป

กขค

จุดหยดสารเร่ิมตน

ขอสรุปผลการทดลองในขอใดตอไปนี้ไมถูกตอง1) สาร ข ละลายนํ้ าไดดีกวาสาร ก และถูกดูดซับไดมากกวาสาร ค2) สาร ก ละลายนํ้ าไดนอยกวาสาร ค และถูกดูดซับไดมากกวาสาร ข3) สาร ข ละลายนํ้ า.ไดนอยกวาสาร ค และถูกดูดซับไดนอยกวาสาร ก4) สาร ค ละลายนํ้ าไดดีกวาสาร ข และถูกดูดซับไดมากกวาสาร ก


ขอมูลตอไปนี้ใชตอบคํ าถามขอ 5-7

0 20 40 60 80

50

100

150

อุณหภูมิ ( C)o

กรัม 100 OH NaNO กรัม 23ตอ

5. ขอความตอไปนี้ขอใดไมถูกตอง1) การละลายของโซเดียมไนเตรตเพ่ิมขึ้นตามอุณหภูมิ2) เมื่อละลายโซเดียมไนเตรตในนํ้ า อุณหภูมิของระบบจะเพิ่มขึ้น3) เมื่อละลายโซเดียมไนเตรตในนํ้ า อุณหภูมิของระบบจะลดลง4) โซเดียมไนเตรตยังละลายไดในนํ้ าท่ีมีอุณหภูมิต่ํ ากวาศูนยองศาเซลเซียส

6. สารละลายอิ่มตัวของโซเดียมไนเตรตในนํ้ า 200 กรัม ท่ี 60°C จะมีโซเดียมไนเตรตกี่กรัม1) 75 กรัม 2) 100 กรัม 3) 125 กรัม 4) 250 กรัม

7. ถาเราทํ าสารละลายในขอ 6 ใหเย็นลง 0°C จะมีโซเดียมไนเตรตตกผลึกก่ีกรัม1) 75 กรัม 2) 100 กรัม 3) 125 กรัม 4) 250 กรัม

8. กราฟแสดงความสัมพันธของความสามารถในการละลายนํ้ าของเหลือ A, B, C และ D เปนดังนี้

102030405060708090

100

10 20 30 40 50 60 70 80 90

AB

C

Dอุณหภูมิ ( C)o

สภาพการละลาย (g/100 g )OH2

ขอสรุปใดผิด1) อุณหภูมิมีผลตอการละลายของเกลือ A มากกวาการละลายของเกลือ C2) เกลือ B ละลายนํ้ าไดดีกวาเกลือ C ทุกอุณหภูมิ3) เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น เกลือ B ละลายนํ้ าไดมากขึ้น4) การละลายของเกลือ D เปนกระบวนการดูดความรอน


9. ในการทดลองเก่ียวกับการละลายตอไปนี้ใชสาร 1 g ในนํ้ า 10 cm3 เทากัน

สาร มวลโมเลกุล อุณหภูมิของสารละลาย (°C)นํ้ าบริสุทธิ์

XYZ

184010053

30 (ใชเปนตัวทํ าละลาย)404525

ขอใดถูก1) ถาใชสาร X เพ่ิมเปน 2 g อุณหภูมิของสารละลายจะเพิ่มเปน 2 เทา คือ 80°C2) ถาสารละลายของ X และ Y เขมขน 1 mol/dm3 เทากัน พลังงานท่ีคายออกมาในกรณีของ X จะมากกวา Y3) การละลายของ Z เปนการดูดพลังงาน4) ถาเพ่ิมมวลของ Z และปริมาตรของนํ้ าเปน 2 เทาของของเดิม อุณหภูมิของสารละลายจะลดลงอีก

10. ปรากฏการณขอใดท่ีคายพลังงาน1) ทาแอลกอฮอลบริเวณผิวหนังแลวรูสึกเย็น2) เทไนโตรเจนเหลวบนพื้นเวทีเพ่ือใหเกิดควันขาว3) ใสเม็ดเกลือบนนํ้ าแข็งในถังทํ าไอศกรีมทํ าใหอุณหภูมิต่ํ ากวา 0°C4) การเกิดหยดนํ้ าเกาะท่ีกระจกดานนอกหองท่ีเปดเครื่องปรับอากาศ

เฉลย

1. 4) 2. 1) 3. 3) 4. 4) 5. 2) 6. 4) 7. 2) 8. 4) 9. 3) 10. 4)


โครงสรางอะตอมและตารางธาตุ

1. แบบจํ าลองของอะตอม

1. ดอลตัน อะตอมเปนอนุภาคท่ีเล็กท่ีสุด แบงแยกไมได 2. ทอมสัน ทดลองเกี่ยวกับการนํ าไฟฟาของกาซในหลอดรังสีแคโทด พบวาเมื่อเปลี่ยนกาซ และชนิดของโลหะ

ท่ีทํ าขั้วไฟฟาไดประจุลบเหมือนกัน หาประจุตอมวลของอิเล็กตรอน em = ป จระ ุมวล = 1.76 × 108

คูลอมบตอกรัมทอมสันจึงสรุปวา อะตอมทุกชนิดมีอนุภาคท่ีมีประจุลบเปนองคประกอบ เรียกวา อิเล็กตรอนโกลตัสไตน ไดดัดแปลงหลอดรังสีแคโทด เมื่อเปลี่ยนชนิดของกาซ พบวาอนุภาคท่ีมีประจุบวกมีอัตราสวนประจุตอมวลไมคงท่ี เรียกอนุภาคท่ีมีประจุบวกวา โปรตอน (p)มิลลิแกน ไดทํ าการทดลองตอจากทอมสัน เพ่ือหาประจุของอิเล็กตรอน

โดยวิธี Oil drop experiment ได = 1.6 × 10-19 คูลอมบและนํ าไปคํ านวณหามวลของ e ไดจาก em

- = 1.76 × 108 คูลอมบ/กรัม

∴ มวลของ e- = 1.6 101.76 10

198

××- = 9.1 × 10-28 กรัม

มวลของ p = 1.66 × 10-24 กรัม∴ มวลของ p

มวลของ e ≈ 1800 เทาสรุป แบบจํ าลองอะตอมของทอมสัน

- อะตอมมีลักษณะเปนทรงกลม- มีอนุภาคท่ีมีประจุลบ เรียกวา อิเล็กตรอน- มีอนุภาคท่ีมีประจุบวก เรียกวา โปรตอน- จํ านวนโปรตอน = จํ านวนอิเล็กตรอน กระจายอยูท่ัวไปในอะตอม

+ - ++

+ ++

- -

---

3. รัทเทอรฟอรด ทํ าการทดลองยิงอนุภาคแอลฟา )( He42 ไปยังแผนทองคํ าเปลว พบวา

1. สวนใหญทะลุผาน2. สวนนอยหักเห3. สวนนอยสะทอนกลับ

จึงสรุปวา อะตอมมีลักษณะโปรง ประกอบดวยโปรตอนรวมอยูตรงกลาง เรียกวา นิวเคลียส ซ่ึงมีขนาดเล็กแตมีมวลมาก สวนอิเล็กตรอนมีมวลนอยวิ่งรอบๆ นิวเคลียส

เคมี (10) ______________________________________ โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2004

+ +

e-

e-

e- นิวเคลียส

แซดวิก พบอนุภาคท่ีเปนกลางทางไฟฟา เรียกวา นิวตรอน (n)4. นิลสบอร พบชั้น (shell) หรือระดับพลังงาน (energy level) อะตอมเปนทรงกลมประกอบดวยนิวเคลียส

ซ่ึงมีโปรตอนและนิวตรอนอยูตรงกลาง และมีอิเล็กตรอนวิ่งรอบๆ เปนชั้นๆ หรือระดับพลังงาน

ชั้นหรือระดับพลังงาน

5. แบบจํ าลองอะตอมแบบกลุมหมอก อะตอมประกอบดวยโปรตอนและนิวตรอนรวมอยูในนิวเคลียสอยูตรงกลาง มี e- วิ่งรอบๆ โดยมีทิศทางไมแนนอน โอกาสท่ีพบอิเล็กตรอนบริเวณใกลนิวเคลียสมีมากกวาบริเวณหางจากนิวเคลียสขอเปรียบเทียบแบบจํ าลองอะตอมแบบตางๆ

+ - ++

+ ++

- -

---

+ +

e-

e-

e-

e- ดอลตัน ทอมสัน รัทเทอรฟอรด บอร กลุมหมอก

2. โครงสรางอะตอมที่นํ ามาใชในวิชาเคมี ประกอบดวยสวนสํ าคัญ 2 สวน

1. นิวเคลียส มีโปรตอน (p+) และนิวตรอน (n0)2. e- ประจุลบวิ่งรอบๆ นิวเคลียส

e-

p+Nucleus n0

∴ อนุภาคมูลฐานของอะตอม ประกอบดวย p, n, e-ในอะตอมที่เปนกลาง หมายถึง จํ านวน p = จํ านวน e-มวลของอะตอม = มวล p + มวล n อยูท่ีนิวเคลียส

โครงการแบรนดซัมเมอรแคมป 2004 _______________________________________เคมี (11)

แตจํ า.นวน p, n และ e- บอกโดย1. เลขอะตอม คือ จํ านวน p2. เลขมวล คือ จํ านวน p + n- จะหาจํ านวน e- หรือ p ตองทราบ "เลขอะตอม"- จะหาจํ านวน n ตองทราบ "เลขมวลและเลขอะตอม"

1. สัญลักษณนิวเคลียร Xเลขมวลเลขอะตอม เชน 6

12C, Cl3517

2. Isotope, Isotone, Isobarไอโซโทป (Isotope) หมายถึง ธาตุท่ีมีจํ านวนโปรตอนเทากันแตนิวตรอนไมเทากัน หรือหมายถึงธาตุท่ีมีเลขอะตอมเทา แตเลขมวลไมเทาเชน 1

1H, 12H, 1

3H หรือเขียนยอเปน 1H, 2H, 3H

612C, 6

13C, 614 C หรือเขียนยอๆ C-12, C-13, C-14

ไอโซโทปเปนธาตุเดียวกัน เพราะมีเลขอะตอมเทากันแตมีมวลไมเทากันไอโซโทน (Isotone) คือ ธาตุท่ีมีจํ านวนนิวตรอนเทากัน แตเลขอะตอมและเลขมวลไมเทากันเชน 8

18O, 919F เปนไอโซโทน ∴ มีนิวตรอนเทากัน = 10

ธาตุ O มี n = 18 - 8 = 10 ; ธาตุ F มี n = 19 - 9 = 10ไอโซบาร (Isobar) คือ ธาตุท่ีมีเลขมวลเทากันแตเลขอะตอมตางกันเชน 6

14C, 714N เปนไอโซบารกันเพราะมีเลขมวลเทากัน = 14

ตัวอยางท่ี 1 ธาตุตอไปนี้ธาตุใดเปน Isotope, Isotone และ Isobar ซ่ึงกันและกัน6

12C, 613 C, 6

14C, 510 B, 5

11B, 713N , 7

14Nก. Isotope มีเลขอะตอมเทากัน ไดแก

612C, 6

13 C, 614C เปน Isotope กัน

510 B, 5

11B เปน Isotope กัน

713N , 7

14N เปน Isotope กันข. Isobar มีเลขมวลเทากัน ไดแก

613 C และ 7

13N เปน Isobar กัน เลขมวล = 13

614C และ 7

14N เปน Isobar กัน เลขมวล = 14ค. Isotone มีจํ านวนนิวตรอนเทากัน ไดแก

612C, 5

11B, 713N เปน Isotone กัน มีนิวตรอน = 6

613 C, 7

14N เปน Isotone กัน มีนิวตรอน = 7


ตัวอยางท่ี 2 ธาตุ X และ Y เปนไอโซโทปกัน มีเลขอะตอม = a มีเลขมวล = b และ c ตามลํ าดับ จงหาจํ านวน p, nและ e- ของ X และ Y

abX a

cYp = e- = a p = e- = an = (b - a) n = (c - a)

3. การหามวลอะตอมจากมวลเฉลี่ยของไอโซโทป มวลของ Isotope และปริมาณของ Isotope หาจากเครื่องมือ เรียกวา mass spectrograph หรือ mass spectrometer ดังนั้นจากเครื่องมือนี้จะทราบไดวาธาตุนั้นมีก่ีไอโซโทป ไอโซโทปละกี่เปอรเซ็นต แตละไอโซโทปมีมวลเทาใดจากมวลของ Isotope และ % Isotope สามารถหามวลอะตอมจากมวลเฉลี่ยของ Isotope ได

มวลอะตอมเฉลี่ย = Σ Σ

มวล Isotope

No.(ถา No. เปน % มีคา = 100)

ตัวอยางท่ี 3 จากการใชแมสสเปกโตมิเตอร ไดผลการทดลองวานีออนประกอบดวย 3 ไอโซโทป คือ 1020Ne, 10

21Ne,1022Ne เปนปริมาณ 90.4%, 0.6% และ 9.0% ตามลํ าดับ จงหามวลอะตอมของนีออน

วิธีทํ า มวลอะตอมเฉลี่ย = ΣΣ

มวล IsotopeNo.

∴ มวลอะตอมเฉลี่ยของ Ne = มวล Ne 20 +มวล Ne 21 +มวล Ne 22100 - - -

= (20 90.4) + (21 0.6) + (22 9.0)100

× × ×

= 20.2หมายเหตุ 1. มวลของไอโซโทปมีคาใกลเคียงกับเลขมวล จึงใชแทนกันได

2. มวลอะตอมเปนเลขไมลงตัว เพราะเปนมวลเฉล่ียของไอโซโทปตัวอยางท่ี 4 ทองแดงมีไอโซโทปที่เสถียรสองไอโซโทป คือ 63Cu และ 65Cu สมมติวาท้ังสองไอโซโทปมีมวลอะตอม

เทากับ 63 และ 65 ตามลํ าดับ จะมี 63Cu และ 65Cu อยางละกี่เปอรเซ็นต กํ าหนดมวลอะตอมเฉลี่ยของทองแดง = 63.546

วิธีทํ า มวลอะตอมเฉลี่ยของทองแดง = มวล Cu+มวล Cu10063 65

63.546 = (63 x) + 65(100 x)100

× -

63.546 = 0.63x + 0.65(100 - x) x = 72.7%

∴ % 63Cu = 72.7% ทองแดง-65 = 100 - 72.7 = 27.3%


4. การจัดเรียงอิเล็กตรอน เนื่องจากอิเล็กตรอนวิ่งรอบๆ นิวเคลียสในชั้นหรือระดับพลังงานตางๆ ซ่ึงเปนผลมาจากการศึกษาสเปกตรัมและคา IE รวมท้ังการศึกษาเพ่ิมเติม พอสรุปไดดังนี้

ชัน้ (shell) หรอืระดบัพลงังาน (subshell) จํานวน e- (2n )2สูงสุดKLMNOP

123456

1s2

2s 2p2 6

3s 3p 3d2 6 10

4s 4p 4d 4 f2 6 10 14

5s 5p 5d 5f 5g2 6 10 14 18

6s 6p 6d 6f 6g 6h2 6 10 14 18 22

2818325072

1. อิเล็กตรอนจะเขาใน subshell หรือ shell ท่ีมีพลังงานต่ํ าตามแผนผัง (1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2,3d10, 4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s2, ...)

2. จํ านวนอิเล็กตรอนสูงสุดในแตละ shell มีคา = 2n2

หมายเหตุ สัญลักษณ 1s2 หมายถึงอะไรเลขขางหนา หมายถึง ลํ าดับท่ีของ shell (1 = shell ท่ี 1) s หมายถึง subshellตัวเลขขางบน หมายถึง จํ านวนอิเล็กตรอนท่ีมีอยู (2 = มี 2 ตัว)

ตัวอยางท่ี 5 จงเขียนการจัดเรียง e- ของธาตุตางๆ ซ่ึงมีเลขอะตอม ดังนี้

ก. 17 = 1sK2 , 2s , 2p

L2 6 , 3s , 3p

M2 5

= 2, 8, 7

ข. 21 = 1sK2 , 2s , 2p

L2 6 , 3s , 3p

M2 6 , 4sN

2 , 3dM1

2 8 9 2สูตร 1. เลขอะตอม 1-20 จัดเรียงเปน 2, 8, 8, 2

2. เลขอะตอม 21-30 จัดเรียงเปน (2, 8, ... , 2) ยกเวน 24, 29 (2, 8, ... , 1)3. เลขอะตอม > 30 ใชการตัดขอผิด ดังนี้

1. จํ านวน e- shell นอกสุด (v.e.) เกิน 8 ไมได2. จํ านวน e- ถัดจาก shell นอกสุดเกิน 18 ไมได3. จํ านวน e- 3 shell แรก 2, 8, 18, ...

5. สิ่งท่ีควรทราบหลังจากการจัดเรียง e-1. เวเลนซอิเล็กตรอน (Valence e-) คือ จํ านวนอิเล็กตรอน shell นอกสุด เชน

X เลขอะตอม = 17 (2, 8, 7) มี Valence e- = 7Y เลขอะตอม = 20 (2, 8, 8, 2) มี Valence e- = 2

2. สูตรแบบจุด คือ สูตรที่ใชจุดแทน Valence e- เชน&&X&&&&&

, Y& &


3. ความเปนโลหะและอโลหะ โลหะเปนธาตุท่ีให e- แตอโลหะเปนธาตุท่ีรับ e- ซ่ึงการใหและรับ e-เราอาจพิจารณาจากการจัดเรียง e- ได Valence e- นอยกวา 4 มีแนวโนมท่ีให e- แตถา Valencee- > 4 มีแนวโนมรับ e- แตถา Valence e- = 4 หรือใกล 4 มีโอกาสท่ีเปนโลหะและอโลหะไดตองทดสอบคุณสมบัติ หรืออาจเปนก่ึงโลหะได (ใหและรับ e-) เพ่ือให e- วงนอกครบ 8 เชน

ธาตุ X มีเลขอะตอม = 17 (2, 8, 7) จะรับ e- 1 ตัว (2, 8, 8) X-ธาตุ Y มีเลขอะตอม = 20 (2, 8, 8, 2) จะให e- 2 ตัว (2, 8, 8) Y2+

∴ จากการเรียง e- เราบอกไดวา X เปนอโลหะ เพราะวารับ e- Y เปนโลหะเพราะวาให e-ดังนั้นเขียนสูตรของ X รวม Y ไดเปน Y2+X2

- หรือ YX2(เอาโลหะไวขางหนา, อโลหะไวขางหลัง)4. ไอออน คือ ธาตุหรือหมูธาตุท่ีมีประจุไฟฟา เนื่องจากจํ านวน p ≠ e- ถา p > e- จะเปน Ion +, ถา

p < e- จะเปน Ion - แสดงวามีการรับและให e- นั่นเอง (รับ e- จะเปน -, ถาใหจะเปน +) เชนธาตุ X มีเลขอะตอม = 17 (2, 8, 7) จะรับ e- 1 ตัว (2, 8, 8) เกิดไอออนลบ X- (p < e-, 1 ตัว)ธาตุ Y มีเลขอะตอม = 20 (2, 8, 8, 2) จะให e- 2 ตัว (2, 8, 8) เกิดไอออนบวก Y2+ (p > e- 2 ตัว)

ตัวอยางท่ี 6 จงหาจํ านวน p, n และ e- ของไอออนตอไปนี้ก. ออกไซดไอออน ข. คลอไรดไอออนค. โซเดียมไอออน ง. แมกนีเซียมไอออน

( O, Cl, Na, Mg)816

1735

1123

1224

ก. 816O(2, 6) = O2- (2, 8) p = 8, e- = 8 + 2 = 10, n = 8

ข. 1735Cl (2, 8, 7) = Cl- (2, 8, 8) p = 17, e- = 17 + 1 = 18, n = 18

ค. 1123Na (2, 8, 1) = Na+ (2, 8) p = 11, e- = 11 - 1 = 10, n = 12

ง. 1224Mg (2, 8, 2) = Mg2+ (2, 8) p = 12, e- = 12 - 2 = 10, n = 12

เห็นวาจํ านวน p และ n คงเดิมแตจํ านวน e- เปล่ียนไปอาจจะมากขึ้นหรือนอยลงแลวแตจะใหหรือรับ e-

ตัวอยางท่ี 7 เมื่อมีการดึง p และอิเล็กตรอนจากอะตอมจะไดอะไรตอบ ตองทราบเลขอะตอม ถาจํ านวนโปรตอนเทาเดิม แตวาจํ านวน e- เปล่ียนไปจะไดธาตุเดิม แตจะเกิดไอออน

(p ≠ e-) ถาจํ านวนนิวตรอนเปลี่ยนไปจะไดไอโซโทป โปรตอนเปลี่ยนไดธาตุใหมตัวอยางท่ี 8 ถาดึงโปรตอนจากธาตุแคลเซียม 3 ตัว ดึงอิเล็กตรอนออก 2 ตัว จะไดอะไร (เลขอะตอมของ Ca = 20,

Cl = 17, S = 16 ...)

20Ca -3p →- -2e Xp = 20 - 3 = 17e- = 20 - 2 = 18

เห็นวา p < e- 1 ตัว จะไดอิออนลบ X- แตเมื่อตองการทราบวา X เปนธาตุอะไรดูท่ีเลขอะตอม หรือจํ านวนโปรตอน = 17 คือ Cl ตอบ จะได Cl-


5. ทํ าใหทราบตารางธาตุ (หมู + คาบ)ตารางธาตุ คือ การจัดธาตุออกเปนหมวดหมู เพ่ือความสะดวกในการศึกษาจดจํ า ปจจุบันจัดเรียงตาม"เลขอะตอม" จากนอยไปมาก โดยแบงออกเปนหมูและคาบหมู (Group) จัดในแนวตั้งหรือดิ่ง จัดตาม Valence e- มี 8 หมู และหมูธาตุ Transition (หมู B)คาบ (Period) จัดในแนวนอนหรือแนวราบ จัดตามจํ านวน shell หรือระดับพลังงาน มี 7 คาบ

∴ หมูเดียวกันจะมี V. e- เทากัน คาบเดียวกันจะมี shell หรือระดับพลังงานเทากันหมูเดียวกันจะมีสมบัติคลายกัน

ตัวอยางท่ี 9 จงหาหมูและคาบ ของธาตุตอไปนี้ธาตุ 17A (2, 8, 7) หมู 7 คาบ 3ธาตุ 21B (2, 8, 9, 2) หมู T คาบ 4ธาตุ 29C (2, 8, 18, 1) หมู T คาบ 4ธาตุ 53D (ตารางแบบยอ) หมู 7 คาบ 5

สรุป จะหาหมู + คาบ ตองทราบเลขอะตอม1. เลขอะตอม 1 - 20 = 2, 8, 8, 2 หมู .......... คาบ ..........2. เลขอะตอม 21 - 30- (2, 8, ... , 2) หมู T คาบ 4- 24, 29 (2, 8, ... , 1) หมู T คาบ 4

3. เลขอะตอม > 30- ตัดขอผิด เลขอะตอมคูอยูหมูคู, เลขอะตอมคี่อยูหมูคี่- สรางตารางธาตุแบบยอ

ตารางธาตุแบบยอหมู 1 หมู 2

← T → 3 4 5 6 7 หมู 8

2 1 28 3 4 108 11 12 18

18 19 20 32 33 34 35 3618 37 38 53 5432 55 8632 87 117 118

ตัวอยางท่ี 10 1. เลขอะตอม 37 หมู 1 คาบ 52. เลขอะตอม 32 หมู 4 คาบ 43. เลขอะตอม 53 หมู 7 คาบ 54. เลขอะตอม 114 หมู 4 คาบ 75. เลขอะตอม 117 V. e- เทากับ 76. เลขอะตอม 53 จัดเรียง e- อยางไร 2, 8, 18, 18, 7


3. ความสัมพันธระหวางคา IE, EN และขนาดอะตอมกับตารางธาตุ หมายเหตุ แรงดึงดูด e- ขึ้นกับ

1. ระยะหางระหวาง e- กับ Nucleus2. จํ านวนโปรตอนในนิวเคลียส

แตระยะทางมีผลมากกวาประจุ + (โปรตอน) (shell) (เลขอะตอม)

Nucleusp+

n0

e-

1. คา IE (Ionization Energy) คือ พลังงานท่ีใชทํ าให e- หลุดออกจากอะตอมหรือไอออนในภาวะกาซสมการ A(g)

→ A+(g) + e- IE 1A+(q)

→ A2+(g) + e- IE 2M

IE1 < IE2 < IE3 < ..... < IEn∴ IE1 ต่ํ าสุด ; IE ใน shell เดียวกันมีคาใกลกัน แตถาอยูตาง shell กัน จะมีคาตางกันมาก

ลําดับท่ีของ IE

IE (kJ/mol)

จากกราฟ คา IE1 → IEnก. V. e- = 3 ข. จํ านวน shell = 3ค. การจัดเรียง e- = 2, 8, 3 ง. หมู 3 คาบ 3

ตัวอยางท่ี 11 จากคา IE1 → IE8 มีคา 1, 3, 5, 7, 10, 13, 71, 84 อยูหมูอะไรวิธีทํ า มี IE ต่ํ าใกลกัน 6 คา ∴ V. e- = 6 อยูหมู 6สรุป IE ย่ิงต่ํ าย่ิงให e- งาย ย่ิงเปนโลหะที่วองไว หมู 1 วองไวสุด หมู 1 เปนตัวรีดิวซดีท่ีสุด

2. คา EN (Eletro Negativity) หรืออิเล็กโทรเนกาติวิตี คือ คาท่ีใชบอกความสามารถในการดึงดูด e-ถา EN สูง ดึงดูด e- ดี รับ e- ดี อโลหะที่วองไวถา EN ต่ํ า ดึงดูด e- ไมดี อโลหะไมวองไว

* แนวโนมในการเพ่ิมและลดลงของคา IE, EN เหมือนกันหมู 7 เปนอโลหะวองไวสุด เปนตัวออกซิไดซดีท่ีสุด

3. ขนาดอะตอม วัดโดยตรงไมได เพราะไมทราบอาณาเขตแนนอน จึงบอกโดยรัศมีของอะตอม- มาก

→ ขนาดใหญ- นอย

→ ขนาดเล็กรัศมีของอะตอม คือ ครึ่งหนึ่งของระยะทางระหวางนิวเคลียสของอะตอมที่อยูติดกัน


1. ความสัมพันธระหวางคา IE, EN, ขนาดอะตอมในหมูหมู 1

IE EN

หมู 7

IE (ไมมี EN)IE, EN

หมู 8

ก. ขนาดอะตอม จะมีขนาดใหญขึ้นจากบนลงลาง (Q shell มากขึ้น) หรือจะมีขนาดใหญขึ้นเมื่อเลขอะตอมมากขึ้น

ข. คา IE จะมีแนวโนมเพ่ิมขึ้นจากลางขึ้นบน หรือจะมีคามากขึ้นเมื่อเลขอะตอมนอยลง (Q ระยะทางใกลนิวเคลียสมีผลมากกวาโปรตอน)

ค. คา EN มีแนวโนมเหมือน IE ยกเวนหมู 8 ไมมีคา EN (Q หมู 8 ไมรับ e-)2. ความสัมพันธระหวางคา IE, EN ขนาดอะตอมในคาบ

คาบ (shell เทากัน)

IEEN

หมูท่ี 1หมูท่ี 7 หมูท่ี 8

ก. ขนาดอะตอม จะมีขนาดเล็กลงจากซายไปขวา หรือมีขนาดเล็กลงเม่ือเลขอะตอมมากขึ้น (Q shellเทากันแตโปรตอนมากขึ้น)

ข. คา IE มีแนวโนมเพ่ิมขึ้นจากซายไปขวาหรือเพ่ิมขึ้นเมื่อเลขอะตอมเพ่ิม- หมู IE ต่ํ าสุด หมู 1 (โปรตอนนอย)- หมูท่ีมี IE สูงสุด หมู 8 (โปรตอนมาก)- ธาตุท่ีมี IE สูงสุด หมู 8 บน He (shell นอย, โปรตอนมาก)- ธาตุท่ีมี IE ต่ํ าสุด หมู 1 ลาง Cs (shell มาก, โปรตอนนอย)- แนวโนมความวองไวของโลหะเพิ่มจากขวามาซาย บนลงลาง

ค. คา EN มีแนวโนมเหมือน IE ยกเวนหมู 8 ไมมี EN- หมูท่ีมี EN สูงสุด หมู 7- หมูท่ีไมมี EN หมู 8- ธาตุท่ีมี EN สูงสุด หมู 7 บน ไดแก F, O, Cl- ความวองไวของอโลหะเพิ่มจากซายไปขวา ลางขึ้นบน

หมายเหตุ * IE หมู 2 > หมู 3 ; หมู 5 > หมู 6 (ยกเวนคาบเดียวกัน)


ตัวอยางท่ี 12 ธาตุ A, B, C, D มีเลขอะตอม 16, 17, 19, 201. ธาตุใดมีคา IE และ EN สูงสุด (shell นอย, p มาก) B2. ธาตุใดมีคา IE และ EN ต่ํ าสุด (shell มาก, p นอย) C3. ธาตุใดมีขนาดอะตอมใหญสุด (shell มาก, p นอย) C4. ธาตุใดมีขนาดอะตอมเล็กสุด (shell นอย, p มาก) B5. การรวมตัวระหวางอะตอมของธาตุคูใดเปน Ionic มากสุด (C+B-)6. การรวมตัวระหวางอะตอมของธาตุคูใดมีขั้วนอยสุด (AB2)

วิธีคิด 1. ใช concept ดู 2 องคประกอบ1. ระยะทาง (shell)2. จํ านวนโปรตอน (เลขอะตอม)

2. ใชตารางธาตุขอเปรียบเทียบขนาดอะตอมและขนาดของไอออนบวก ไอออนลบ1. อะตอมของโลหะ (หมู 1, 2 และ T)

Ion + (เล็กลง)

ให e-

2. อะตอมของอโลหะ

Ion - (ใหญข้ึน)

e-รับ

ถาอนุภาคมีจํ านวน e- เทากัน (shell เทากัน) ใหดูท่ีจํ านวน Pp มากขนาดเล็ก, p นอยขนาดใหญ

ตัวอยางท่ี 13 จงเรียงขนาดของอนุภาคจากใหญไปเล็กของ A+, B-, C, D2+, E2-

เมื่อมีจํ านวน e- เทากัน E2- > B- > C > A+ > D2+ ดูท่ีจํ านวนโปรตอนจงเรียงขนาดของ Cl-, Ar, S2-, K+, Ca2+

Cl-, Ar, S2-, K+, Ca2+

e = 17 + 1 18 16 + 2 19 - 1 20 - 2= 18 18 18 18 18 (e- เทากัน)

∴ S2- > Cl- > Ar > K+ > Ca2+ และ E2- > B- > C > A+ > D2+



จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. ขอใดมีจํ านวนอิเล็กตรอนมากกวานิวตรอน

1) 1225 +X 2) 12

25X 3) 3375 3X - 4) 16

33 2X -

2. แคลเซียมไอออนมีจํ านวน e- ไมเทากับไอออนใด1) คลอไรดไอออน 2) โพแทสเซียมไอออน 3) ซัลไฟดไอออน 4) แมกนีเซียมไอออน

3. โมเลกุลและไอออนในขอใดมีจํ านวน e- เทากันท้ังหมด1) CO, O2, CN-, NO+ 2) O2, CN-, NO+, N23) CN-, NO+, N2, CO 4) NO+, H2, CO, O2

4. ถาทานดึงเอาอิเล็กตรอนออกจากธาตุ Sb 4 ตัว และดึงโปรตอนออกได 3 ตัว ผลท่ีเกิดขึ้นคืออะไร1) Sb+ 2) Sb2+ 3) Cd+ 4) Cd2+

5. ไอออน X2+, Y- มีจํ านวนอิเล็กตรอนเทากับ 18 ธาตุ X และธาตุ Y อยูคาบและหมูใด

X Yคาบ หมู คาบ หมู

1)2)3)4)

3344

2732

3233

7227

6. ธาตุ K, L, M มีเลขอะตอม 10, 14 และ 20 ตามลํ าดับ ควรอยูหมูและคาบใด1) 2, 4, 8 และ 2, 3, 4 2) 4, 8, 2 และ 3, 2, 43) 4, 2, 8 และ 3, 2, 4 4) 8, 4, 2 และ 2, 3, 4

7. ธาตุ X อยูหมู 7 คาบ 5 มีการจัดเรียงอิเล็กตรอน และมีเลขอะตอมเทาใด1) 2, 8, 8, 18, 7 เลขอะตอม 43 2) 2, 8, 18, 18, 7 เลขอะตอม 533) 2, 8, 8, 32, 7 เลขอะตอม 57 4) 2, 8, 18, 32, 7 เลขอะตอม 67

8. การจัดธาตุ 35A , 38D , 50E ลงในตารางธาตุตามคาบและหมู ขอใดถูก

A D E A D E1) คาบ

หมู46

51

53

2) คาบหมู

43

45

56


37

42

44


47

52

54


9. ขนาดของอนุภาคจากใหญไปเล็กของ S2-, Cl-, K+, Ca2+ และ Ar1) Ar > Ca2+ > S2- > K+ > Cl- 2) Ar > S2- > Ca2+ > Cl- > K+

3) Ca2+ > K+ > Ar > Cl- > S2- 4) S2- > Cl- > Ar > K+ > Ca2+

10. ไอออนใดมีขนาดเล็กสุด1) Al3+ 2) Na+ 3) N3- 4) C4-

11. พิจารณาธาตุ Li, Be, B และ C พลังงานไอออนไนเซชันลํ าดับท่ี 3 ของธาตุใดควรจะมีคาสูงสุด1) Li 2) Be 3) B 4) C

เฉลย

1. 4) 2. 4) 3. 3) 4. 3) 5. 4) 6. 4) 7. 2) 8. 4) 9. 4) 10. 1)11. 2)

พันธะทางเคมี

1. แรงยึดเหนี่ยวทางเคมีแรงยึดเหนี่ยวทางเคมี หมายถึง แรงยึดเหนี่ยวระหวางอะตอมเพื่อใหอยูเปนโมเลกุล หรือแรงยึดเหนี่ยวระหวาง

โมเลกุลเพ่ือใหอยูกันเปนกลุมกอนนั่นเอง ดังนั้นเราจึงจํ าแนกแรงยึดเหนี่ยวทางเคมีออกเปน 2 ประเภท คือ1. แรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุล2. แรงยึดเหนี่ยวระหวางอะตอมหรือภายในโมเลกุล (พันธะเคมี)

2. แรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลเปนแรงยึดเหนี่ยวท่ีเกิดขึ้นระหวางโมเลกุลตอโมเลกุล อาจจะเปนโมเลกุลชนิดเดียวกันหรือตางชนิดกันก็ไดแบง

ออกเปน1. แรงแวนเดอรวาลส (Van der Waals force)2. แรงดึงดูดระหวางขั้ว (Dipole Dipole force)3. แรงพันธะไฮโดรเจน (H-bond)

1. แรงแวนเดอรวาลส เปนแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลท่ีเกิดจากนิวเคลียสของอะตอมหนึ่งดึงดูดกับเวเลนซ-อิเล็กตรอนของอะตอมหรือโมเลกุลอื่นๆ แรงนี้มีคานอยท่ีสุดเมื่อเปรียบกับแรงอื่นๆ และมีอยูในสารทุกชนิด ท้ังของแข็งของเหลว และกาซ ท้ังสภาพอะตอมโมเลกุลและไอออน

แรง Van der Waals ขึ้นกับองคประกอบสํ าคัญ 2 อยาง คือ


1. มวลโมเลกุล ถามวลโมเลกุลมากจะมีคามาก ถามวลโมเลกุลนอยจะมีคานอยหมู 8 He < Ne < Ar < Kr < Xeหมู 7 F2 < Cl2 < Br2 < I2

2. ระยะทางระหวางโมเลกุล ถาใกลมีคามาก ถาไกลมีคานอย ดังนั้นแรงแวนเดอรวาลสในของแข็ง >ของเหลว > กาซ ในกรณีของกาซมีแรงนอยมาก ย่ิงถาความดันต่ํ าๆ และอุณหภูมิสูงๆ ถือวาไมมีแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุล

2. แรงดึงดูดระหวางขั้ว เปนแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลประเภทมีขั้ว โดยแตละโมเลกุลจะหันขั้วท่ีตางกันเขาหากัน มีคามากกวาแรงแวนเดอรวาลส

เชน H O2δ+δ-, HCl

δ+δ-

, HBrδ+δ-

, HIδ+δ- etc.

3. พันธะไฮโดรเจน หมายถึง แรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลท่ีเกิดจากอะตอมของธาตุไฮโดรเจนกับอะตอมของธาตุท่ีมีอิเล็กโตรเนกาติวิตีสูงๆ และมีขนาดเล็กๆ ไดแก F, O, N เชน HF, H2O, NH3 พันธะ H จะเกิดระหวางโมเลกุลชนิดเดียวกันหรือตางชนิดกันก็ได

3. หลักฐานที่บงใหทราบวามีแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุล1. จุดเดือด2. จุดหลอมเหลว3. ความรอนแฝงถามีคามากแสดงวามีแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลมาก ถามีคานอยแสดงวามีคานอย

ตัวอยางท่ี 1 - เรียงลํ าดับจุดเดือดของหมู 8 He < Ne < Ar < Kr- เรียงลํ าดับจุดเดือดของหมู 7 F2 < Cl2 < Br2 < I2- เรียงลํ าดับจุดเดือดของไฮโดรคารบอน CH4 < C2H6 < C3H8

เพราะมีแรง Van der Waals อยางเดียวขึ้นกับมวลโมเลกุลตัวอยางท่ี 2 - เรียงลํ าดับจุดเดือดของ HF, HCl, HBr, HI (หมู 7)

- เรียงลํ าดับจุดเดือดของ H2O, H2S, H2Se, H2Te (หมู 6)วิธีคิด จุดเดือดเปนการแสดงแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุล

HF HCl HBr HI1. Van der Waals2. ขั้ว3. พันธะ H

∴ เรียงจุดเดือด HF > HI > HBr > HCl (HF มีพันธะ H)∴ เรียงจุดเดือด H2O > H2Te > H2Se > H2S (H2O มีพันธะ H)


4. แรงยึดเหนี่ยวภายในโมเลกุลหรือระหวางอะตอมแรงยึดเหนี่ยวภายในโมเลกุลหรือระหวางอะตอม เรียกวา พันธะเคมี หมายถึง แรงที่ใชยึดเหนี่ยวอะตอมเพื่อให

อยูดวยกันเปนโมเลกุลแบงออกเปน1. พันธะไอออนิก (Ionic bond)2. พันธะโคเวเลนต (Covalent bond)3. พันธะโคเวเลนตโครงผลึกรางตาขาย (Network)4. พันธะโลหะ (Metallic bond)หลักฐานท่ียืนยันวามีแรงยึดเหนี่ยวภายในโมเลกุล คือคาพลังงานพันธะนั่นเอง การท่ีเราตองใชพลังงานเพ่ือสลาย

โมเลกุลออกเปนอะตอมใหเห็นวาอะตอมที่รวมกันเปนโมเลกุลมีแรงยึดเหนี่ยวซ่ึงกันและกันไว ซ่ึงเราเรียกวาพันธะเคมีนั่นเอง

5. กฎของออกเตต (Octet's Rule)จากการศึกษาสมบัติของธาตุเฉื่อย (He, Ne, Ar, Kr, Xe และ Rn) พบวา 1 โมเลกุลมี 1 อะตอม ไมอยูใน

สภาพของสารประกอบ มีความเสถียรมาก เมื่อศึกษาโครงสรางอะตอมของธาตุเฉื่อย พบวาอิเล็กตรอนวงนอกสุด(Valence e-) มีคาเทากับ 8 ทุกตัว ยกเวน He = 2

ดังนั้นอะตอมใดที่มี Valence e- ไมครบ 8 จะรวมตัวกันเปนโมเลกุลเพ่ือทํ าให Valence e- ครบ 8 เปนไปตามกฎออกเตต การจัดอิเล็กตรอนของอะตอมที่มารวมเปนโมเลกุล เพ่ือใหเปนไปตามกฎออกเตตมี 2 วิธี คือ

1. โดยการรับและใหอิเล็กตรอน แลวทํ าใหอะตอมท้ังสองมี Valence e- ครบ 8 ไดแก สารประกอบไอออนิกและเกิดพันธะไอออนิก

2. โดยการใช V. e- รวมกัน (Share) แลวทํ าใหอะตอมคูท่ีใช V. e- รวมกันครบ 8 ไดแก สารประกอบโคเวเลนต และเกิดพันธะโคเวเลนต

หมายเหตุ สารประกอบสวนใหญเปนไปตามกฎออกเตต แตมีสารประกอบบางประเภทซึ่งไมเปนไปตามกฎออกเตตไดคือ Valence e- อาจจะมากหรือนอยกวา 8 ก็ได

เชน BeCl2, BeF2, BF3, BCl3 Valence e- ของ Be และ B < 8PCl5, SF6 Valence e- ของ P, S > 8

6. พันธะไอออนิก (Ionic bond)พันธะไอออนิก เปนพันธะที่เกิดจากการใหและรับ e- หรือเปนพันธะที่เกิดจากการถายเทอิเล็กตรอนจากอะตอม

หนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่งเพ่ือให Valence e- ครบ 8 อะตอมท่ีให e- (โลหะ) จะเกิดไอออนบวก และอะตอมที่รับ e-(อโลหะ) จะเกิดไอออนลบ ดังนั้นจึงเกิดแรงดึงดูดทางไฟฟาระหวางประจุบวกและลบ เกิดเปนสารประกอบไอออนิกขึ้นและแรงยึดเหนี่ยวระหวางประจุ + และ - เรียกวา พันธะไอออนิก

เชน NaCl, MgCl2, BaO etc.Mg มีเลขอะตอม = 12 (2, 8, 2) ให e- 2 ตัว เปน Mg2+

Na มีเลขอะตอม = 11 (2, 8, 1) ให e- 1 ตัว เปน Na+

Cl มีเลขอะตอม = 17 (2, 8, 7) รับ e- 1 ตัว เปน Cl-∴ เขียนสูตรไดเปน Na Cl+ -, Mg Cl2+

2- เปนตน


7. สมบัติท่ัวไปของสารประกอบไอออนิก1. เกิดจากการรวมตัวของโลหะ (ธาตุท่ีมี IE ต่ํ า) กับอโลหะ (ธาตุท่ีมี EN สูง)

(ให e) → Ion + (รับ e) → Ion -2. เกิดแรงดึงดูดทางไฟฟาซ่ึงมีคามาก (Electrostatic force)3. สถานะเปนของแข็ง (อะตอมอยูชิดกันมาก)4. จุดหลอมตัวสูง (Q แรงยึดมากตองใชพลังงานมาก)5. ความดันไอต่ํ า

= A

F P ระเหยยาก6. ไมนํ าไฟฟา หรือนํ าไฟฟาเลว (Q Ion เคล่ือนท่ีไมได)7. ละลายนํ้ าไดดี โดยโมเลกุลของนํ้ าจะหันขั้วบวกเขาหา Ion ลบหันขั้วลบเขาหา Ion บวก ดึง Ion หลุดออกไป

แลวนํ้ าลอมรอบ Ion + และ Ion - แตไมละลายในตัวทํ าละลายท่ีไมมีขั้วหรือพวก Organic Solvent8. เมื่อละลายนํ้ าหรือหลอมเหลวแลวจะนํ าไฟฟาไดดี (Q Ion วิ่งได)9. สารประกอบ Ionic ไมมีสูตรโมเลกุล เชน NaCl เปนสูตรอยางงายเพราะไมทราบอะตอมที่แทจริงไอออน +

ถูกลอมดวย Ion - และไอออน - จะถูกลอมดวย Ion + ประมาณ 6 หรือ 8 อนุภาค เชน ผลึกของ NaCl,Na+ จะถูกลอมดวย Cl- 6 ไอออน และ Cl- จะถูกลอมดวย Na+ 6 ไอออน เชนเดียวกันเกาะรวมกันเปนผลึก ซ่ึงมีรูปรางตางกันไปแลวแตสารประกอบ

10. ปฏิกิริยาของสารประกอบไอออนิกจะเกิดเร็วเมื่ออยูในรูปของสารละลายสรุป พันธะไอออนิกเกิดจาก

1. โลหะ + อโลหะ )( 222

2 OK ,ClK ,ClMg --- +++

2. หมูธาตุเทียบเทาโลหะ )( 4NH+ กับอโลหะ เชน NH Cl , NH I4+

4+- -

3. โลหะกบัหมูธาตุเทียบเทาอโลหะ )( 34

23

243 PO ,CO ,SO ,CN ,NO ----- เชน ,SOK ,NONa 2

4+23

--+ -23

+2CONa

4. หมูธาตุเทียบเทาโลหะกับหมูธาตุเทียบเทาอโลหะ เชน -2424 SONH )( +

ตัวอยางท่ี 3 สารประกอบขอใดยึดเหนี่ยวดวยพันธะไอออนิกทุกตัว1) BeCl2, NaCl, KNO3 2) NH4Cl, MgSO4, Na2O3) SO2, Cl2, HCl 4) SiO2, SiC, B2O3

ตอบ 2) NH Cl , Mg SO , Na O4+ 2+

42

2+ 2- - - แต BeCl2 เปนพันธะโคเวเลนต

ตัวอยางท่ี 4 ขอใดไมใชสมบัติของสารประกอบไอออนิกก. นํ าไฟฟาไดดี ข. จุดหลอมตัวสูงค. ความดันไอต่ํ า ง. มีสูตรโมเลกุล

1) ก. เทานั้น 2) ก. และ ข. 3) ก., ข. และ ค. 4) ก. และ ง.ตอบ 4) สารประกอบไอออนิกไมนํ าไฟฟา เพราะไอออนวิ่งไมได แตเมื่อหลอมเหลวหรือเปนสารละลายนํ าไฟฟาไดดี

และไมมีสูตรโมเลกุล เปนสูตรอยางงาย


8. พันธะโคเวเลนต (Covalent bond)พันธะโคเวเลนต คือ พันธะที่เกิดจากอะตอมของธาตุมารวมกันโดยการใชเวเลนซอิเล็กตรอนรวมกัน เพ่ือใหเปน

ไปตามกฎออกเตต และสารประกอบที่เกิดจากการยึดเหนี่ยวดวยพันธะโคเวเลนต เรียกวา สารประกอบโคเวเลนต เชนHCl, CO2, H2O etc.

Share เกิดพันธะเดี่ยว -Share เกิดพันธะคู =Share เกิดพันธะสาม ≡Share x y หรือ x y เปนโคออรดิเนต

∴ การใช e- รวมกันเปนไปได 4 แบบ

9. สมบัติท่ัวไปของสารประกอบโคเวเลนต1. เกิดจากการรวมตัวของอะตอมอโลหะ (ธาตุท่ีม ีEN สูง) กับอโลหะมารวมกนัโดยการใช Valence e- รวมกัน

ถารวมกัน 1 คู ( && ) เกิดพันธะเดี่ยว (-) ถารวมกัน 2 คู (&&&& ) เกิดพันธะคู (=) รวมกัน 3 คู (&&&&&& ) เกิดพันธะสาม (≡)และโคออรดิเนต

2. มีสถานะเปนท้ังกาซ ของเหลว และของแข็ง แตถาเปนของเหลว ของแข็งจะมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวตํ่ าเพราะแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลมีคานอย

3. มีความดันไอสูง ระเหยงาย4. ไมนํ าไฟฟา ไมวาจะเปนของแข็ง ของเหลว และกาซก็ตาม5. มีสูตรโมเลกุล มีทิศทางพันธะและรูปรางแนนอน6. เกิดปฏิกิริยาชา เนื่องจากพลังงานพันธะมีคามาก คือ มีแรงยึดเหนี่ยวภายในโมเลกุลหรือระหวางอะตอมมาก

ตัวอยางท่ี 5 สารประกอบตอไปนี้ขอใดมีพันธะโคเวเลนตอยางเดียวทุกสาร1) HCl, C2H4, NH3 2) HCl, CaH2, NH3 3) NaH, C2H4, NH3 4) CaCl2, CaH2, NaH

ตอบ 1) (อโลหะ + อโลหะ)ตัวอยางท่ี 6 โมเลกุลโคเวเลนตมีสมบัติตอไปนี้ ขอใดไมถูกตอง

1) จุดเดือด, จุดหลอมเหลวตํ่ า 2) แรงยึดเหนี่ยวโมเลกุลนอย3) มีโมเลกุลและทิศทางพันธะแนนอน 4) ไมนํ าไฟฟาและเกิดปฏิกิริยางาย

ตอบ 4) เพราะโมเลกุลโคเวเลนตเกิดปฏิกิริยายาก

10. การเขียนสูตรแสดงพันธะโคเวเลนต1. สูตรแบบจุด ใชจุดแสดง Valence e- (& หรือ ) ตองทราบ V. e- เชน

H มีเลขอะตอม = 1 มี Valence e- = 1 H&Cl มีเลขอะตอม = 17 (2, 8, 7) มี Valence e- = 7 Cl&&&&&

&&สูตรแบบจุดของ HCl คือ &H Cl&&&&&&

2. สูตรแบบเสน ใชเสนหรือขีดตรง (_) แทนอิเล็กตรอนคูท่ีใชรวมกัน หรือสรางพันธะ สวน e- ท่ีไมเกิดพันธะไมตองเขียน เชน H_Cl


11. พันธะโคออดิเนตโคเวเลนตพันธะโคออดเินตโคเวเลนต (Coordinate Covalent หรอื Dative bond) คอื พันธะโคเวเลนตชนิดหนึ่งนั่นเอง

โดยท่ีอะตอมของธาตุหนึ่งใหอิเล็กตรอนเปนคู เพ่ือใชรวมกับอีกอะตอมหนึ่งท่ีไมให e- เลยแตใชรวมกัน เชนSO2, SO3, H2SO4, NH4

+

SO2 ท้ัง S และ O มี Valence e- = 6&

&

O S O&&

&

& หรือ SOO

แทนพันธะ Coordinate covalent แทนพันธะ Covalent

12. ความยาวพันธะความยาวพันธะ (Bond lenght) หมายถึง ระยะทางระหวางนิวเคลียสของอะตอมที่เปนคูรวมพันธะพันธะเดี่ยว > พันธะคู > พันธะสาม (อะตอมคูเดียวกัน) เชนC C มีความยาวพันธะ = 154 pmC C มีความยาวพันธะ = 134 pmC C มีความยาวพันธะ = 120 pm

13. ความแข็งแรงของพันธะพิจารณาจากพลังงานพันธะพบวา พันธะสามแข็งแรงกวาพันธะคู และพันธะคูแข็งแรงกวาพันธะเดี่ยว

> > (อะตอมคูเดียวกัน) N N > N N > N NN2 เกิดปฏิกิริยายาก เพราะวาเปนพันธะสาม N N

14. จํ านวนพันธะโคเวเลนตจ ํานวนพันธะโคเวเลนตท่ีมอียูในโมเลกุล จะทราบไดแนนอนเมือ่เขยีนสูตรโครงสรางถูกตอง แลวนับจํ านวนพันธะ

ท่ีเกิดขึ้นระหวางอะตอมของอโลหะกับอโลหะ แตเสียเวลา เชนNH3 , H2SO4 , Na2SO4 , CO2

สูตรเสน H N HH

, H OH O S O

O , OO S O

ONa+Na+ , O OC

(3) (6) (4) (2)

(พันธะเดี่ยว, พันธะคู, พันธะสาม หรือพันธะโคออดิเนต ถือเปน 1 พันธะ)

หาจากสูตร จํ านวนพันธะโคเวเลนต = อะตอมอโลหะ - 1


ตัวอยางท่ี 7 จงหาจํ านวนพันธะโคเวเลนตของสารประกอบตอไปนี้NH3 , NH4

+ , HNO3 , H2SO4 , Na2SO4จํ านวนพันธะโคเวเลนต = (4 - 1) , (5 - 1) , (5 - 1) , (7 - 1) , (5 - 1)

= 3 , 4 , 4 , 6 , 4แต MgCl2 เปนสารประกอบที่มีพันธะ Ionic อยางเดียว Mg2+Cl2-

และ -2424 SO)NH( + เปนสารประกอบ Ionic แตมีพันธะ 2 อยาง

จํ านวนพันธะโคเวเลนต = จํ านวนพันธะโคเวเลนตของ Ion (+) + จํ านวนพันธะโคเวเลนตของ Ion (-)

424 SO)(NH → 2NH + SO4

+42

-

จํ านวนพันธะโคเวเลนต = 2(5 - 1) + (5 - 1)= 8 + 4 = 12

15. ทิศทางและรูปรางของสารประกอบโคเวเลนตสารประกอบโคเวเลนตมีทิศทางและรูปรางแนนอน ซ่ึงเรียนโดยการผูกลูกโปง แตในท่ีนี้จะสรุปเปนหลักเกณฑ

จากองคประกอบ 2 อยาง1. อะตอมกลาง (Center atom) อะตอมท่ีเกิดพันธะมาก2. Valence e- รอบๆ อะตอมกลาง ไดแก- e- คูรวมพันธะ- e- คูโดดเดี่ยว ดังนี้

1. อะตอมกลางมี V. e- รวมกัน 2 คู ไมมี e- คูโดดเดี่ยว รูปรางเปนเสนตรง มุม 180° เชน BeCl2, CO2,C2H2 (BeCl2 เปนพันธะโคเวเลนต Q ผลตาง EN < 1.7)

Cl Be Cl , O C O&&& &, CH C H& &&& &

Cl Be Cl , O C O , H C C H

& &

2. อะตอมกลางมี V. e- รวมกัน 3 คู ไมมีคู e- โดดเดี่ยว รูปรางสามเหลี่ยมแบนราบ มุม 120° เชน BF3,AlCl3

F B F&

& &

FBF

F F, Cl Al Cl

&& &

ClAlCl

Cl Cl


3. อะตอมกลางใช V. e- รวมกัน 4 คู ไมมี e- คูโดดเดี่ยว รูปรางเปนทรงเหลี่ยม 4 หนา (Tetrahedron)มุม 109.5° เชน CH4, CCl4, SiH4, NH4

+

H C H&

& &

H

H&

4. อะตอมกลางมี V. e- 4 คู ใชรวมกัน 3 คู มี e- คูโดดเดี่ยว 1 คู รูปรางเปนพีระมิดฐานสามเหลี่ยมมุม 106.8° เชน NH3, PH3, AsH3, PCl3

H N H&& &

H&&

เพราะ e- คูโดดเดี่ยวออกแรงผลักมากกวา e- คูรวมพันธะ ทํ าใหมุมเล็กลง5. อะตอมกลางมี V. e- 4 คูรวมกัน 2 คู e- คูโดดเดี่ยว 2 คู รูปรางงอเปนมุมประมาณ 104.5° เพราะ

e- คูโดดเดี่ยว 2 คู ออกแรงผลัก > 1 คู ทํ าใหมุมเล็กลง เชน H2O, H2S, Cl2O, OF2

O H&& &

H&&&

O HH

6. อะตอมกลางมี V. e- ใชรวมกัน 5 คู ไมมี e- คูโดดเดี่ยว รูปรางเปนพีระมิดคูฐานสามเหลี่ยม (Trigonalbipyramid) เชน PCl5, PF5

7. อะตอมกลางมี V. e- ใชรวมกัน 6 คู ไมมี e- คูโดดเดี่ยว มีรูปรางทรงเหลี่ยมแปดหนา เชน SF6,{Fe(CN)6}3-


ตารางแสดงรูปรางโมเลกุลโคเวเลนตบางชนิด

รูปรางโมเลกุล จํ านวนพันธะ

จํ านวน e-คูโดดเดี่ยว

มุมระหวางพันธะ ตัวอยาง

1. เสนตรง2. รูปสามเหลี่ยมแบนราบ3. รูปเหลี่ยมส่ีหนา4. พีระมิดฐานสามเหลี่ยม5. งอทํ ามุม6. Trigonal bipyramid7. รูปเหลี่ยมแปดหนา

2343256

---12--

180°120°

109.5°106.8°104.5°

90°, 120°90°

BeCl2 HgCl2 CS2 HCN, C2H2BCl3 BF3 C2H4CH4 NH4

+ CCl4 SiF4 CF4 SiH4NH3 PCl3 SbH3 AsH3H2O H2S H2Se Cl2O OF2PCl5 PF5SF6 Fe(CN)63-

ตารางแสดงตัวอยางรูปรางโมเลกุลโคเวเลนตจํ านวนอิเล็กตรอน

คูรวมพันธะจํ านวนอิเล็กตรอน

คูโดดเดี่ยว รูปรางโมเลกุล ตัวอยางโมเลกุล

2 คู - เสนตรง BeCl2 BeH2

3 คู - สามเหลี่ยมแบนราบ BF3 BCl3

4 คู - ทรงเหลี่ยมส่ีหนา CH4 CCl4

3 คู 1 คู พีระมิดฐานสามเหลี่ยม NH3 PCl3

2 คู 2 คู มุมงอ H2O OF2

5 คู - พีระมิดคูฐานสามเหลี่ยม PCl5 PF5

6 คู - ทรงเหลี่ยมแปดหนา SF6 Fe(CN)63-


ตัวอยางท่ี 8 โมเลกุลใดท่ีมีมุมระหวางพันธะมากกวา 109.5°1) CCl4 2) H2Se 3) PCl3 4) CO2

ตอบ 4) O C O รูปรางเปนเสนตรง มุม 180°CCl4 เหล่ียมส่ีหนา (มุม 109.5°)H2Se งอเปนมุม 105°PCl3 พีระมิดฐานสามเหลี่ยม มุม ≈ 107°

ตัวอยางท่ี 9 โมเลกุลของสารประกอบใดที่มีรูปรางเปนสามเหล่ียมแบนราบ มุม 120°1) NH3, BF3 2) BF3, HCHO 3) AsH3, C2H2 4) H2S, CHCl3

ตอบ 2) BF3 มี B เปน Center Atom มี e- ใชรวมกัน 3 คู ไมมี e- คูโดดเดี่ยวHCHO มี C เปน Center Atom มี e- ใชรวมกัน 3 คู ไมมี e- คูโดดเดี่ยว

BF

FF, C

O

HH รูปรางเปนสามเหล่ียมแบนราบ มุม 120°

ตัวอยางท่ี 10 มุมพันธะในโมเลกุลของมีเทน แอมโมเนีย และนํ้ า จะมีขนาดเรียงลํ าดับตามขอใด1) CH4 > NH3 > H2O 2) H2O > NH3 > CH43) NH3 > CH4 > H2O 4) H2O > CH4 > NH3

ตอบ 1) CH4 เหล่ียมส่ีหนามุม 109.5°NH3 พีระมิดฐานสามเหลี่ยม มุม 107°H2O งอเปนมุม 105°

สรุป เรียงลํ าดับมุม 180° > 120° > 109.5° > 107° > 105°

16. ขั้วของพันธะและขั้วของโมเลกุล (δ+, δ-)ขั้วของพันธะและขั้วของโมเลกุล (Polar & non polar) พันธะโคเวเลนตและโมเลกุลโคเวเลนตแบงตามสภาพขั้ว

ได 2 ประเภท คือ1. พันธะมีขั้ว และพันธะไมมีขั้ว (Polar & non polar bond)2. โมเลกุลมีขั้ว และโมเลกุลไมมีขั้ว (Polar & non polar molecule)

1. ถามีเพียง 2 อะตอม เชน H2, HCl, N2, O2, HBr, HI1. ถาเปนอะตอมชนิดเดียวกัน เชน N2, O2, H2, Cl2 เปนพันธะไมมีขั้วและเปนโมเลกุลไมมีขั้ว เนื่องจาก

อะตอมท้ังสองมีอิเล็กโทรเนกาติวิตี (EN) เทากัน อิเล็กตรอนจึงไมโยไปทางอะตอมใดไมเกิด δ+ & δ-2. ถาเปนอะตอมตางกัน เชน HBr, HCl, HI, HF เปนพันธะมีขั้วและเปนโมเลกุลมีขั้ว เนื่องจากอะตอม

ท้ังสองมี EN ตางกัน ทํ าใหการแจกแจงของ e- โยไปทางอะตอมของธาตุท่ีมี EN สูงเกิด δ- และธาตุท่ีมี EN ต่ํ า เกิด δ+ ความแรงของขั้วขึ้นกับความแตกตางของคา EN ถามากจะมีขั้วมาก ถานอยจะมี

ขั้วนอย เชน H Clδδ+ - Q Cl EN > H


2. ถามีมากกวา 2 อะตอม เชน H2O, NH3, CO2, CH4, CCl4พันธะ จะมีขั้วเมื่ออะตอมตางกัน และจะไมมีขั้วเมื่ออะตอมชนิดเดียวกัน แตโมเลกุล จะมีขั้วหรือไมมีขั้วตองดูท่ีรูปรางของโมเลกุลดวย เชน BeCl2, BF3, SiH4, CH4, CCl4, PCl5,SF6, CO2 เปนพันธะมีขั้ว (อะตอมตางกัน) แตเปนโมเลกุลไมมีขั้ว เนื่องจากอํ านาจขั้วไฟฟาในโมเลกุลหักลางกันหมด

CH

H , BF

FFH

HO C O ,

แต H2O, CHCl3, H2S, NH3 เปนพันธะมีขั้วและโมเลกุลมีขั้ว เนื่องจากอะตอมตางกัน และอํ านาจขั้วในโมเลกุลหักลางไมหมด

O CH , NHH

H,

Cl Cl Cl HH

สรุป 1. ถาอะตอมกลางใช Valence e- ท้ังหมดในการสรางพันธะกับอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันแลวโมเลกุลจะไมมีขั้ว เชน CH4, BF3, BeCl2, PCl5, SF6

2. แตถาอะตอมกลางใช Valence e- ท้ังหมดในการสรางพันธะ แตอะตอมท่ีมาสรางพันธะดวยเปนอะตอมตางชนิดกัน โมเลกุลท่ีเกิดขึ้นจะเปนโมเลกุลมีขั้ว เชน CHCl3, CH2Cl2

3. ถาอะตอมกลางใช Valence e- ไมหมดในการสรางพันธะ (มี e- คูโดดเดี่ยว) จะเปนโมเลกุลมีขั้ว เชนH2O, NH3

4. สารประกอบไฮโดรคารบอนเปนโมเลกุลไมมีขั้ว ไมละลายนํ้ า เชน CH4, C2H2, C2H6ตัวอยางท่ี 11 สารประกอบของธาตุคูใดมีขั้วของพันธะนอยท่ีสุด

1) H F 2) O F 3) Cl F 4) Ca Fตอบ 2) พันธะมีขั้วนอยสุดตองเปนสารประกอบโคเวเลนต (อโลหะ + อโลหะ) และมีผลตางของคา EN นอยสุด

Q O มี EN ใกล F มากสุด แต 1) H F มีขั้วมากสุด ผลตางของ EN มากสุดแต 4) Ca F เปนสารประกอบไอออนิก โลหะ + อโลหะ มีการใหและรับ e- เกิด Ca2+, F-

ตัวอยางท่ี 12 สารประกอบของธาตุคูใดเปนโมเลกุลโคเวเลนตมีขั้วท้ังกลุม1) CH4, NH3, H2S 2) NaCl, KCl, H2O3) CHCl3, NH3, H2O 4) CH4, BF3, BeCl2

ตอบ 3) NH3, H2O, CHCl3 เปนพันธะมีขั้ว และโมเลกุลมีขั้ว1) CH4 ไมมีขั้ว2) NaCl & KCl เปนสารประกอบ Ionic


ตัวอยางท่ี 13 สารประกอบในขอใดท่ีมีจํ านวนโมเลกุลมีขั้วเปน 2 เทาของโมเลกุลไมมีขั้ว1) CCl4, H2O, C2H4 2) PCl3, CH3Cl, C2H63) CHCl3, CH4, CO2 4) SO2, SiH4, C2H2

ตอบ 2) PCl3 & CH3Cl เปนโมเลกุลมีขั้ว แต C2H6 เปนโมเลกุลไมมีขั้ว

17. พันธะโคเวเลนตโครงผลึกรางตาขาย (ก่ึงโลหะ + อโลหะ)เปนพันธะโคเวเลนตชนิดหนึ่งแตมีสมบัติพิเศษคือ มีจุดหลอมตัวสูงมาก ไมมีสูตรโมเลกุล เพราะอะตอมใช

Valence e- รวมกันไมมีท่ีส้ินสุด ไดแก เพชร, กราไฟต, SiC, SiO2

ขอเปรียบเทียบของเพชรและกราไฟต

เพชร กราไฟต1.

2.3.4.

โครงสราง โครงผลึกรางตาขายโดย C แตละอะตอมจะเกาะกับ C อะตอมขางเคียงอีก 4อะตอม เปนรปูเหลีย่มส่ีหนา ไมมอีเิล็กตรอนอิสระจึงไมนํ าไฟฟาเปนสารท่ีแข็งท่ีสุดจุดหลอมตัวสูง ไมมีสูตรโมเลกุลประโยชน ใชทํ าเครื่องประดับ ตัดกระจก เปนสารเปรียบเทียบความแข็ง

1.

2.3.4.

เปนโครงรางผลึกตาขายโดย C แตละอะตอมเกาะกับ C อะตอมขางเคียงอีก 3 อะตอม ทํ าใหมี Valence e- อิสระอีกอะตอมละหนึ่ง ซ่ึงเคล่ือนไปได จึงนํ าไฟฟาไดออนและล่ืนเพราะเกาะเปนชั้นๆจุดหลอมตัวสูง ไมมีสูตรโมเลกุลประโยชน ใชทํ าขั้วไฟฟาเฉื่อย ทํ าสารหลอล่ืน ทํ าไสดินสอ

แบบจํ าลองของเพชร แบบจํ าลองของกราไฟต

18. พันธะโลหะพันธะโลหะ (Metallic bond) เปนพันธะที่เกิดจากอะตอมของโลหะกับโลหะโดยการใช Valence e- รวมกัน

โดยท่ี Valence e- นี้ไมไดเปนของอะตอมหนึ่งอะตอมใดโดยเฉพาะ เนื่องจากมันเคล่ือนท่ีอยูตลอดเวลา ทุกๆ อะตอมของโลหะจะอยูติดกับอะตอมอื่นๆ อีก 8 หรือ 12 อะตอม ตอเนื่องกันไมส้ินสุด ดังนั้นโลหะจึงไมมีสูตรโมเลกุลท่ีเขียนกันเปนสูตรอยางงาย มีสมบัติการนํ าไฟฟาและความรอนดี (เพราะ e- วิ่งได) เปนของแข็ง ยกเวน Hg เปนของเหลวจุดหลอมตัวสูง เปนมันวาว ตีเปนแผนได


19. พลังงานพันธะพลังงานพันธะ (Bond Energy) แบงออกเปน 2 ประเภท1. พลังงานสลายพันธะ (Bond dissociation energy) คือ พลังงานท่ีใชในการสลายพันธะโคเวเลนต อยูใน

สภาวะกาซใหออกเปนอะตอมและเปนกาซสมการ Cl2(g)

→ 2Cl(g) ∆H1 = +242 kJ/mol สลายพันธะ (ดูด)หรือ 2Cl(g)

→ Cl2(g) ∆H2 = -242 kJ/mol สรางพันธะ (คาย)∆H1, ∆H2 ตางก็เรียกพลังงานพันธะเพราะมีคาเทากัน

ในการสลายพันธะชนิดเดียวกัน เชน C H ในสารแตละชนิดใชพลังงานไมเทากัน เชนCH4(g) → CH3(g) + H(g) ใชพลังงาน 430 kJ/molC2H6(g) → C2H5(g) + H(g) ใชพลังงาน 410 kJ/mol

นอกจากนั้นการสลายพันธะ C H ในสารชนิดเดียวกันท่ีมีหลายขั้นตอน แตละขั้นจะมีพลังงานไมเทากันเชน CH4(g) → CH3(g) + H(g) ∆H1 = 430 kJ/mol

CH3(g) → CH2(g) + H(g) ∆H2 = 371 kJ/molCH2(g) → CH(g) + H(g) ∆H3 = 523 kJ/molCH(g) → C(g) + H(g) ∆H4 = 344 kJ/molดังนั้นในทางปฏิบัติจึงใชคาเฉลี่ยแทน เชนพลังงานพันธะเฉลี่ยของ C H = +413 kJ/mol

2. พลังงานสรางพันธะ (Bond association energy) คือ พลังงานท่ีไดจากการสรางพันธะ ซ่ึงจะคายความรอนสมการ Cl(g) + Cl(g) → Cl2(g) ∆H = -242 kJ/molเห็นวามีคาเทากับพลังงานสลายพันธะ แตเครื่องหมายตรงขามนั่นหมายถึง สลายพันธะดูดพลังงาน แตสรางพันธะคายพลังงาน

ตารางแสดงพลังงานพันธะเฉลี่ยระหวางอะตอมคูตางๆ หนวยเปน kJ/molพันธะเดี่ยว

H H 436F H 567H Cl 431H Br 366H I 298

N H 391N N 163N O 201N F 270N Cl 100

C H 413C C 348C Cl 339C Br 276C O 358

C N 305O H 463O O 146O F 212S H 367

S S 255F F 159Cl Cl 242Br Br 193I I 151

Cl F 251Br Cl 281I Cl 210I Br 178

พันธะคู พันธะสามC C 614C O 745O O 498

C S 477C N 615N N 418

C C 839C N 891N N 945

จากตารางจะเห็นไดวาพันธะระหวางอะตอมคูตางๆ จะมีคาไมเทากัน ดังนั้นเวลากลาวถึงพลังงานจะตองบงดวยวาเปนพันธะระหวางอะตอมคูใด


ตารางแสดงความยาวพันธะและพลังงานพันธะกับชนิดของพันธะ

ชนิดของพันธะ ความยาวพันธะ (pm) พลังงานพันธะ (kJ/mol)พันธะเดี่ยว

C CO ON N

154148146

348146163

พันธะคูC CO ON N

134121125

614498418

พันธะสามC CN N

120110

839945

จะเห็นไดวาความยาวพันธะจะมีสวนสัมพันธกับพลังงานพันธะสํ าหรับอะตอมคูเดียวกัน พันธะเดี่ยวจะยาวที่สุด แตมีพลังงานนอยท่ีสุด หรือแข็งแรงนอยท่ีสุดนั่นเอง สวนพันธะสามจะมีความยาวพันธะนอยท่ีสุด แตมีพลังงานพันธะมากท่ีสุดหรือแข็งแรงมากที่สุดนั่นเองความยาวของพันธะสามารถใชเปนหลักในการวิเคราะหชนิดของพันธะได

สรุป อะตอมคูเดียวกันพลังงานพันธะ : พันธะสาม > พันธะสอง > พันธะเดี่ยวความแข็งแรง : พันธะสาม > พันธะสอง > พันธะเดี่ยวความยาวพันธะ : พันธะเดี่ยว > พันธะสอง > พันธะสาม

20. ประโยชนของพลังงานพันธะ1. ใชบอกความแข็งแรงของพันธะ ถามีพลังงานพันธะสูงจะแข็งแรงกวาพลังงานพันธะนอย2. ใชบอกใหทราบวาเกิดปฏิกิริยายากหรืองาย ถาสูงเกิดยาก ถาต่ํ าเกิดงาย เชน N N มีพลังงานพันธะสูง

เกิดปฏิกิริยายาก3. ใชคํ านวณพลังงานของปฏิกิริยา

หลักการใชพลังงานพันธะคํ านวณพลังงานของปฏิกิริยา1. คํ านวณพลังงานท้ังหมดท่ีใชในการสลายพันธะของสารตั้งตนใหออกเปนอะตอมและเปนกาซ ซ่ึงดูดพลังงาน

กํ าหนดใหมีเครื่องหมาย (+)2. คํ านวณพลังงานท้ังหมดท่ีไดจากการสรางพันธะเพ่ือใหเกิดสารใหม ซ่ึงคายพลังงาน กํ าหนดใหมีเครื่องหมาย

เปน (-)


แลวเอาพลังงานจากขอ 1 และ 2 มารวมกันตามเครื่องหมาย ถาออกมาเปนลบ หมายถึง พลังงานสรางพันธะ >พลังงานสลายพันธะ ปฏิกิริยาจะคายพลังงาน แตถาออกมาเปนบวก หมายถึง พลังงานท่ีไดจากการสรางพันธะ <พลังงานท่ีใชสลายพันธะ ปฏิกิริยาดูดพลังงาน

*พลังงานสลายพันธะ > พลังงานการสรางพันธะ = ปฏิกิริยาดูดความรอน*พลังงานสลายพันธะ < พลังงานการสรางพันธะ = ปฏิกิริยาคายความรอน

ตัวอยางท่ี 14 ปฏิกิริยาตอไปนี้ดูดหรือคายพลังงานหรือบอกไมได1. CH4(g) → C(g) + 4 H(g) ดูด (เพราะสลายพันธะอยางเดียว)2. Na+(g) + Cl-(g) → NaCl(s) คาย (เพราะสรางพันธะอยางเดียว)3. 2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s) บอกไมได (Q สรางและสลายพันธะ)4. CH4(g) + O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) คาย (Q เปนการสันดาป)

ตัวอยางท่ี 15 จงคํ านวณพลังงานของปฏิกิริยาของA2(g) + B2(g) → 2AB(g)กํ าหนดพลังงานพันธะของ A A = 436 kJ/mol, B B = 242, A B = 431

วิธีทํ า 1. พลังงานสลายพันธะ (ดูดพลังงาน)A A = +436 kJB B = +242 kJ

2. พลังงานสรางพันธะ (คายพลังงาน)2(A B) = (-431 × 2) kJ

∴ พลังงานของปฏิกิริยา (1) + (2) = +436 + 242 + (-431 × 2)= -184 kJ (คาย)

∴ ปฏิกิริยาคายความรอน 184 kJ ตามสมการถาปฏิกิริยาคายพลังงาน = 184 kJ และพลังงานพันธะ A A = 436, B B = 242 จงคํ านวณพลังงานพันธะของ A B

วิธีทํ า สรางสมการ พลังงานสลายพันธะสารตั้งตนดูด (+) + พลังงานสรางพันธะสารใหมคาย (-) = พลังงานของปฏิกิริยา ถาคายใสเครื่องหมาย (-) ดูดใส (+)

พลังงานสลายพันธะ A A + B B = +436 + 242พลังงานสรางพันธะสารใหม 2(A B) = 2x kJ/mol แทนลงในสมการ

+(436) + (242) + 2x = -184∴ x = -431 kJ (- หมายถึงคาย)

∴ พลังงานพันธะของ A B = 431 kJขอสอบมี 2 แบบ 1. บอกพลังงานพันธะ คํ านวณพลังงานของปฏิกิริยา

2. บอกพลังงานของปฏิกิริยาใหหาพลังงานพันธะ


ตัวอยางท่ี 16 จากสมการ C2H4(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 2H2O(g) กํ าหนดใหพลังงานพันธะดังนี้C C = 614 kJ/mol , C H = 413 kJ/molO O = 498 kJ/mol , H O = 463 kJ/molC O = 745 kJ/molจงหาคาตอไปนี้

1. ปฏิกิริยานี้ดูดหรือคายความรอนเทาใด2. ถานํ ากาซ C2H4 10 กรัม เผาไหมจนสมบูรณจะมีพลังงานคายหรือดูดเทาใด

วิธีทํ า 1. C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O

โครงสราง C C + 3(O O)H

H H

H2(O C O) + 2(H O)

Hพลังงานท่ีใชในการสลายพันธะ = +(4 × 413) + (614) + (3 × 498) (สารต้ังตน) = +3760 kJพลังงานท่ีไดจากการสรางพันธะ = -2(2 × 745) + [-2 × (2 × 463)] (สารใหม) = -2980 + (-1852)

= -4832 kJพลังงานของปฏิกิริยา = (1) + (2)

= (+3760) + (-4832)= -1072

เครื่องหมายลบ ∴ คายพลังงานออกมา = 1072 kJ ตามสมการ2. ถาให C2H4 = 10 กรัม = 1028 โมล

จากสมการ C2H4 1 โมล เกิดพลังงาน = 1072 kJ C2H4 1028 โมล เกิดพลังงาน = 1072 × 1028 kJ

ถาใช C2H4 10 กรัม จะคายพลังงาน = 382.86 kJการสันดาปหรือปฏิกิริยาการเผาไหม จะตองคายพลังงานเสมอ

21. พลังงานของการละลายของสารประกอบไอออนิก (Heat of solution)หมายถึง พลังงานท่ีเปล่ียนไปเนื่องจากการละลายของสารจํ านวน 1 โมล ในนํ้ าจํ านวนมากๆ จนกระทั่งไมมีการ

เปล่ียนแปลงพลังงานตอไปอีก เชนNaCl(s) H O2 → Na+(aq) + Cl-(aq) : ∆H = ?∆H คือ พลังงานของการละลายนั่นเอง มีหนวยเปน kJ/mol ซ่ึงอาจจะดูดหรือคายความรอนก็ได ขึ้นอยูกับพลังงาน 2 ชนิด คือ1. พลังงานโครงรางผลึก หรือพลังงานแลตทิซ (Lattice Energy)2. พลังงานไฮเดรชัน (Hydration Energy)


พลังงานโครงรางผลึก หรือพลังงานแลตทิซ คือ พลังงานท่ีเกิดจากการรวมตัวกันของไอออนในภาวะกาซ แลวเกิดเปนของแข็งไอออนิกหนึ่งโมล เชน

Na+(g) + Cl-(g) → NaCl(s) ∆H (-) kJ/mol

Ca2+(g) + SO42-(g)

→ CaSO4(s) ∆H (-) kJ/molหรือหมายถึงพลังงานท่ีตองใชไปเพ่ือทํ าใหของแข็งไอออนิก 1 โมล กลายเปนไอออนในภาวะกาซก็ได เพราะมีคาเทากันแตเครื่องหมายตรงขาม เชน

NaCl(s) → Na+(g) + Cl-(g) ∆H1 (+)

CaSO4(s)

→ Ca2+(g) + SO42-(g) ∆H2 (+)

พลังงานไฮเดรชัน คือ พลังงานท่ีปลอยออกมาเมื่อไอออนในภาวะกาซจํ านวน 1 โมล รวมกับนํ้ า เชนNa+(g) + Cl-(g) H O2 → Na+(aq) + Cl-(aq) ∆H3 (-)

Ca2+(g) + SO42-(g) H O2 → Ca2+(aq) + SO4

2-(aq) ∆H4 (-)ถาพลังงานโครงรางผลึก > พลังงานไฮเดรชัน สารละลายดูดความรอนถาพลังงานโครงรางผลึก < พลังงานไฮเดรชัน สารละลายคายความรอนดังนั้นการคํ านวณพลังงานของการละลายตองทราบพลังงานโครงรางผลึก และพลังงานไฮเดรชัน

ตัวอยางท่ี 17 จงคํ านวณพลังงานของการละลายของ KCl เมื่อกํ าหนดพลังงานโครงรางผลึก = 701.2 kJ/molพลังงานไฮเดรชัน = 684.1 kJ/mol

วิธีทํ า KCl(s) → K+(g) + Cl-(g) ∆H1 = +701.2 (ดูด) ...(1)

K+(g) + Cl-(g) → K+(aq) + Cl-(aq) ∆H2 = -684.1 (คาย) ...(2)

(1) + (2) KCl(s) → K+(aq) + Cl-(aq) สมการการละลาย

∆H = ∆H1 + ∆H2 = (+701.2) + (-684.1) = +17.1 kJ/mol (ดูด)∴ พลังงานของการละลายของ KCl จะดูดพลังงาน 17.1 kJ/mol (ภาชนะจะเย็นลง)

สรุป 1. ถาพลังงานโครงรางผลึก > พลังงานไฮเดรชัน ดูดความรอน (∆H = +)2. ถาพลังงานโครงรางผลึก < พลังงานไฮเดรชัน คายความรอน (∆H = -)

3. ดังนั้นสารท่ีละลายนํ้ าไดจะมีพลังงานโครงรางผลึก > หรือ < พลังงานไฮเดรชันก็ได แตถาพลังงานโครงรางผลึกมากกวาพลังงานไฮเดรชันมากๆ จะไมละลาย

4. ถานํ าสารท่ีละลายนํ้ าแลวดูดความรอนภาชนะจะเย็นลงถานํ าสารละลายนํ้ าแลวคายความรอนภาชนะจะรอนขึ้น

5. ถาอุณหภูมิสูงละลายดีขึ้น การละลายดูดความรอนถาอุณหภูมิสูงละลายนอยลง การละลายคายความรอน


22. พลังงานของการเกิดสารประกอบไอออนิกในการเกิดพันธะไอออนิกหรือสารประกอบไอออนิกมีการเปลี่ยนแปลงหลายขั้นตอนดวยกัน แตละขั้นตอนยอยๆ

จะมีพลังงานเก่ียวของอยูดวย ดังตัวอยางการเกิดสารประกอบโซเดียมคลอไรด มีขั้นตอนดังนี้Na(s) + 12 Cl2

→ NaCl(s) ∆H = ?

ขั้นท่ี 1 Na(s) → Na(g) ∆H1 = +108.3 kJ/mol

∆H1 คือ พลังงานการระเหิด (Heat of Sublimation) ซ่ึงดูดพลังงานขั้นท่ี 2 Na(g)

→ Na+(g) + e- ∆H2 = +494.9 kJ/mol∆H2 คือ พลังงานไอออไนเซชัน (Ionization Energy) ซ่ึงดูดพลังงาน

ขั้นท่ี 3 12 Cl2(g) → Cl(g) ∆H3 = 120.8 kJ/mol

∆H3 คือ ครึ่งพลังงานพันธะ Cl2(g) → 2Cl(g) ∆Hdis = +241.6 kJ/mol ดูดพลังงานขั้นท่ี 4 Cl(g) + e-

→ Cl-(g) ∆H4 = -357.4 kJ/mol∆H4 คือ พลังงานอิเล็กตรอนอัฟฟนิต้ี (Electron Affinity) คายพลังงาน

ขั้นท่ี 5 Na+(g) + Cl-(g) → NaCl(s) ∆H5 = -777.06 kJ/mol

∆H5 คือ พลังงานโครงรางผลึก (Crystal lattice energy) คายพลังงาน(1) + (2) + (3) + (4) + (5) จะไดปฏิกิริยารวม

Na(s) + 12 Cl2(g) → NaCl(s)

∆H = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3 + ∆H4 + ∆H5= 108.3 + 494.9 + 120.8 + (-357.4) + (-777.06)= -410.46 kJ/mol ตามสมการ

พลังงานท่ีคายออกมาเรียกวา พลังงานของปฏิกิริยาหรือความรอนของการเกิดสารประกอบ NaCl มีการคายพลังงานออกมาเทากับ 410.46 kJ/mol แสดงวาการเกิดเปนสารประกอบ NaCl เสถียรย่ิงกวาการอยูเปนอะตอม Naและ Cl อิสระหมายเหตุ ∆H มีคาเปนบวกและมีคาเปนลบ แสดงวาเปนการเปลี่ยนแปลงประเภทดูดและคายพลังงานตามลํ าดับขอสอบ 1. ∆H1, ∆H2, ∆H3, ∆H4, ∆H5 เรียกวาพลังงานอะไร

2. ขั้นตอนใดดูด (1, 2, 3) และขั้นตอนใดคาย (4, 5)3. ∆H มีคาเทาใด


ตัวอยางท่ี 18 จงคํ านวณหาพลังงานของปฏิกิริยาของการเกิดสารประกอบไอออนิกNa(s) + 12 Cl2(g)

→ NaCl(s)วิธีทํ า Na(s)

→ Na(g) ∆Hsub = +108.3 kJ/mol ...(1)Cl2(g)

→ 2Cl(g) ∆Hdis = +241.6 kJ/mol ...(2)Na(g)

→ Na+(g) + e- IE1 = +493.9 kJ/mol ...(3)Cl(g) + e-

→ Cl-(g) EA = -357.4 kJ/mol ...(4)Na+(g) + Cl-(g)

→ NaCl(s) U = -777.06 kJ/mol ...(5)(2) ÷ 2 ; 12 Cl2(g)

→ Cl(g) ; 12 ∆Hdis = +120.8 kJ/mol ...(6)

(1) + (3) + (4) + (5) + (6) ; Na(s) + 12 Cl2(g) → NaCl(s)

∆H = ∆Hsub + 12 ∆Hdis + IE1 + EA + U kJ/mol ...(7)= (+108.3) + (+120.8) + (+493.9) + (-357.4) + (-777.06)= -411.46 kJ (คายความรอน)

หมายเหตุ 1. oxide คือ สารประกอบธาตุคู มีธาตุ O (หมู 6)2. คลอไรด คือ สารประกอบธาตุคู มีธาตุ Cl (หมู 7)3. oxide ของโลหะ หมู 1 + 2 เปนสารประกอบ Ionic มีสมบัติเหมือน Ionic ละลายนํ้ าไดเบส แต oxide

ของอโลหะ เปนสารประกอบโคเวเลนต สมบัติเหมือนโคเวเลนต ละลายนํ้ าไดกรด oxide โลหะ Tไมละลายนํ้ า

4. คลอไรดของโลหะ ละลายนํ้ าเปนกลาง เปนสารประกอบ Ionicคลอไรดของอโลหะ ละลายนํ้ าเปนกรด เปนสารประกอบ Covalent


จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. ชุดสารในขอใดมีสารไอออนิกสารเดียวเทานั้น

1) CCl4 BeCl2 PF3 Li2O 2) CS2 NaCl CoCl2 PCl33) C2H10 LiF HCN BaO 4) NH4Cl C2H4 KCN PCl3

2. ออกไซดของธาตุ X และ Y มีคุณสมบัติบางประการดังนี้

ออกไซด จุดหลอมเหลว ความเปนกรด-เบสของสารละลายในนํ้ าXO2Y2O

ต่ํ ากวา 0°Cสูงกวา 1000°C

กรดเบส

ธาตุในขอใดมีโอกาสที่จะเปน X และ Y ตามลํ าดับ1) C และ Cl 2) C และ Na 3) S และ Cl 4) S และ Be


3. X, Y และ Z เปนธาตุท่ีมีจํ านวนโปรตอน 6, 12 และ 17 ตามลํ าดับ ขอใดแสดงสูตรของคลอไรดและออกไซดท่ีถูกตองของธาตุท้ังสาม1) XO, YCl, ZCl2 2) XCl, YO, ZCl 3) XO2, YO, ZCl 4) XCl2, YCl2, ZO

4. กํ าหนดตารางธาตุตอไปนี้

หมูคาบ I II III IV V VI VII VIII

2 A B C D E F G H3 I J K L M N O P

สูตรของสารประกอบทุกสูตรในขอใดเปนไปได1) B2F A3P JG2 2) BF AG CO3 3) IG J2O KO3 4) J2N LO4 DA4

5. ธาตุ A, B และ C มีเลขอะตอม 11, 19 และ 35 ตามลํ าดับ สูตรของสารประกอบในขอใดถูก1) A2C และ B2C 2) AC2 และ BC2 3) AC และ BC 4) AC3 และ BC3

6. กํ าหนดใหโมเลกุลตอไปนี้CS2 (I) BF3 (II) Cl2O (III) CCl4 (IV)

มุมระหวางพันธะในโมเลกุล I → IV เรียงตามลํ าดับดังขอใด

1) I > II > IV > III 2) III > I > IV > II 3) II > I > III > IV 4) I > III > II > IV7. ถา D E G J และ L แทนสัญลักษณของธาตุท่ีมีเลขอะตอม 6 9 15 16 และ 17 ตามลํ าดับ จํ านวนคูของ

อิเล็กตรอนคูรวมพันธะของสารประกอบคูใดถูกตอง

D2L6 GL3 JE61)2)3)4)

4675

4536

5667

8. A, B และ C เปนโมเลกุลโคเวเลนต มีสถานะเปนของเหลวที่อุณหภูมิหอง A เปนโมเลกุลมีขั้ว B และ C เปนโมเลกุลไมมีขั้ว B ละลายไดใน A แต C ไมละลายใน A สาร A, B และ C ในขอใดเปนไปได

A B C1)2)3)4)

C6H6C2H5OH

H2OHF

I2CHCl3Br2F2

CS2C6H14CCl4C6H6


9. มุมระหวางพันธะในโมเลกุลเรียงตามลํ าดับขอใด1) CS2 > BF3 > CH4 > Cl2O 2) Cl2O > CS2 > CH4 > BF33) BF3 > CS2 > Cl2O > CH4 4) CS2 > Cl2O > BF3 > CH4

10. ขอใดไมใชสารประกอบไอออนิกท้ังหมด1) KBr, K2S 2) SrCl, SiC 3) MgO, Na2S 4) BaCl2, KBr

11. สารประกอบในขอใดท่ีโมเลกุลมีขั้วท้ังหมด1) CH4, NH3 2) CCl4, H2S 3) NH3, BF3 4) CH3Cl, PH3

12. ลํ าดับจุดเดือดของสารในขอใดถูกตอง1) CHCl3 > CH2Cl2 > CH3Cl 2) SiH4 > CH3OH > CH43) CH3OH > HCOOH > CH3OCH3 4) HI > HBr > HF

13. ตารางแสดงพลังงานพันธะเฉลี่ยในสารไฮโดรคารบอน

ชนิดพันธะ พลังงานพันธะ (kJ/mol)C HC CC C

413348614

การสลายพันธะทัง้หมดในโพรทนี 1 โมล จะตองใชพลังงานมากกวาหรือนอยกวาการสลายพันธะในโพรเพน 1 โมลเทาใด1) มากกวา 560 kJ 2) นอยกวา 560 kJ 3) มากกวา 212 kJ 4) นอยกวา 212 kJ

14. ถา A, B, C และ D เปนธาตุท่ีมีเลขอะตอม 7, 11, 17 และ 20 ตามลํ าดับ สูตรของไอออนและสารประกอบไอออนิกในขอใดถูก

ไอออนบวก ไอออนลบ สูตรสารประกอบไอออนิก1)2)3)4)

D2+

C3+

B+

A+

A3-

B2

A-C-

D3A2C2B3BAAC

15. ขอใดท่ีอะตอมกลางมีจํ านวนอิเล็กตรอนคูโดดเดี่ยวเทากัน1) PCl3, BF3 2) H2O, ClF3 3) H2S, NH3 4) SO2, XeF2

16. สารประกอบสองชนิดขอใดท่ีแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลมีคามากท่ีสุด1) HF, CCl4 2) HCl, SiH4 3) CH4, PH3 4) NH3, HF


17. ถา XY เปนสารประกอบไอออนิกท่ีมีแผนผังแสดงขั้นตอนการเกิดดังนี้

X(g) (3)

Y(g)(2)

(6) XY(s)

1 244 344

(5)(1)

X (g)+

X(s) + 12 Y (g) 2

Y-(4)

การเปลี่ยนแปลงพลังงานในขั้นตอนใดเปนการคายและการดูดพลังงานตามลํ าดับ

คายพลังงาน ดูดพลังงาน1)2)3)4)

245

1.2

1346

18. จงหาคาพลังงานพันธะเฉลี่ย (kJ/mol) ของ X Y จากขอมูลตอไปนี้X(s)

→ X(g) ดูดพลังงาน 717 kJY2(g)

→ 2Y(g) ดูดพลังงาน 435 kJX(s) + 2Y2(g)

→ XY4(g) คายพลังงาน 75 kJ1) 236.25 2) 378 3) 396.75 4) 415.5

19. กํ าหนดให 2AB(g) + B2(g) 2AB2(g) ถาปฏิกิริยาคายความรอน 112 kJ พลังงานพันธะของ A-B ของโมเลกุล AB = 90 kJ/mol พลังงานพันธะของ B-B ของโมเลกุล B2 = 120 kJ/mol พลังงานพันธะ A-B ของโมเลกุล AB2 จะเปนก่ีกิโลจูลตอโมล1) 51.5 2) 103 3) 206 4) 412

20. ถา O, P, Q และ R เปนธาตุท่ีมีเลขอะตอม 7, 11, 17 และ 20 ตามลํ าดับ สูตรของสารประกอบขอใดเปนไปได1) OQ 2) PO 3) Q2P3 4) R3O2

21. ไอออนหรือโมเลกุลคูใดมีรูปรางโมเลกุลเหมือนกัน และมีสภาพขั้วของโมเลกุลชนิดเดียวกัน1) BeCl2(g) CO2 2) PCl5 ClF5 3) CCl4 XeF4 4) BCl3 PCl3


22. ขอมูลแสดงคาพลังงานท่ีเก่ียวของกับการละลายของสาร A, B และ C เปนดังนี้

สาร พลังงานไฮเดรชัน (kJ/mol) พลังงานแลตทิซ (kJ/mol)ABC

745590690

750550700

ถาใชสาร A, B และ C จํ านวนโมลเทากัน ละลายในนํ้ าท่ีมีปริมาตร 100 cm3 การเปรียบเทียบอุณหภูมิของแตละสารละลาย ขอใดถูก1) A > B > C 2) B > A > C 3) B > C > A 4) C > A > B

23. ขอใดถูก

สูตรเคมี น้ํ าหนักสาร จํ านวนโมเลกุล ชนิดของสารประกอบ1)2)3)4)

NO2N(CH3)3NaClH2SO4

2.31.185.854.9

0.05 × 1023

1.2 × 1022

2 × 1022

0.10 × 1023

โคเวเลนตโคเวเลนตไอออนิกไอออนิก

24. กํ าหนดขอมูลของธาตุ X, Y และ Z ดังนี้ก. ธาตุ X มี IE1 < IE2 << IE3ข. ธาตุ Y เปนธาตุหมูเดียวกับ 13AIค. ไอโซโทปหนึ่งของธาตุ Z ไมมีนิวตรอน

สูตรของสารประกอบซัลไฟดของ X, Y, Z ควรเปนขอใด1) XS Y2S3 Z2S 2) XS Y2S3 ZS 3) XS Y3S2 ZS 4) XS Y3S2 Z2S

25. กํ าหนดพลังงานพันธะเฉลี่ย

พันธะ พลังงานพันธะ (kJ/mol) พันธะ พลังงานพันธะ (kJ/mol)C HC CC CC CC O

415340610840740

O OO OC OO H

500140350460


ปฏิกิริยาในขอใดคายพลังงานมากที่สุด1) CH3 CH3 + 72 O2

→ 2CO2 + 3H2O

2) CH2 CH2 + 3O2

→ 2CO2 + 2H2O3) CH CH + 52 O2

→ 2CO2 + H2O

4) CH3 CH2 OH + 3O2

→ 2CO2 + 3H2O26. การเปรียบเทียบจํ านวนอิเล็กตรอนคูโดดเดี่ยวของอะตอมกลางตอไปนี้ ขอใดถูก

1) NH3 > NO3- > ClO4

- 2) NCl3 > NO3- > ClF3

3) ClO4- > ClO3

- > NO3- 4) ClF3 > NCl3 > ClO4

-

เฉลย

1. 1) 2. 2) 3. 3) 4. 2) 5. 3) 6. 1) 7. 3) 8. 3) 9. 1) 10. 2)11. 4) 12. 1) 13. 2) 14. 1) 15. 2) 16. 1) 17. 2) 18. 4) 19. 2) 20. 4)21. 1) 22. 2) 23. 2) 24. 1) 25. 1) 26. 4)

มวลอะตอม มวลโมเลกุล และโมล

มวลอะตอม H = 1, He = 4, C = 12, N = 14O = 16, Ne = 20, Na = 23, Al = 27, S = 32, Cl = 35.5, K = 39Mn = 55, Fe = 56, Cu = 63.5, Zn = 65, ..... , Pb = 207 (โจทยกํ าหนดให)

ตองทราบเนื้อหาตอไปนี้

1. มวล 1 อะตอม มวล 1 โมเลกุลคือ มวลที่แทจริง มีหนวย (แตมีคานอย) เชนมวล 1 อะตอมของธาตุ H = 1.66 × 10-24 กรัม

= 1 amu(1 amu = 1.66 × 10-24 กรัม)นํ้ า (H2O) 1 โมเลกุล = 18 × 1.66 × 10-24 กรัม หรือ 18 amu


2. มวลอะตอม มวลโมเลกุลคือ มวลเปรียบเทียบ ไมมีหนวย

มวลอะตอม = มวล 1 อะตอมของธาตน้ัุน (กรัม)มวล 1 อะตอมของธาต ุH (กรัม)

ปจจุบันมวลอะตอม = มวล 1 อะตอม (กรัม)C-12, 1 อะตอม (กรัม)มวล 112 ของ

= มวล 1 อะตอม (กรัม)1.66 16 (กรัม)

24× -

∴ มวล 1 อะตอม = มวลอะตอม × 1.66 × 10-24 กรัม

มวลโมเลกุล = มวล 1 โมเลกุล (กรัม)C-12, 1 อะตอม (กรัม)มวล 112 ของ

∴ มวล 1 โมเลกุล = มวลโมเลกุล × 1.66 × 10-24 กรัมสรุป มวลอะตอมของธาตุ O = 16

มวล 1 อะตอมของธาตุ O = 16 × 1.66 × 10-24 กรัม

3. วิธีหามวลอะตอมและมวลโมเลกุล1. วิธีหามวลอะตอม

1. หาจาก concept มวลอะตอม = มวล 1 อะตอม (กรัม)C-12, 1 อะตอม (กรัม)มวล 112 ของ

บอกมวลที่แทจริง มวลเปรียบเทียบตัวอยางท่ี 1 ธาตุ X 5 อะตอม มีมวล 160 × 1.66 × 10-24 กรัม ธาตุ C 1 อะตอม = 12 amu

จงหามวลอะตอมของธาตุ X

วิธีทํ า มวลอะตอม = มวล 1 อะตอม (กรัม)C-12, 1 อะตอม (กรัม)มวล 112 ของ

=160 1.66 10 (กรัม)

24× × -5

112 12 1.66 10 (กรัม) 24× × × -

= 32


ตัวอยางท่ี 2 มวลอะตอม ก = a มวล 1 อะตอม ก = b กรัม มวลอะตอม ข = c มวล 1 อะตอม ข เทากับเทาใด1) a bc × 2) b ca × 3) a cb ×

วิธีทํ า มวลอะตอม ก = มวล 1 อะตอม ก (กรัม)1.66 10 (กรัม)

24× -

a = b (กรัม)1.66 10 (กรัม)

24× - ...(1)

c = มวล 1 อะตอม ข (กรัม)1.66 10 (กรัม)

24× - ...(2)

(2) ÷ (1) ; ca = มวล 1 อะตอม ข (กรัม)b (กรัม)

มวล 1 อะตอม ข = b ca × กรัม

ตัวอยางท่ี 3 ธาตุ X 2 อะตอม มมีวลเปน 2 เทาของธาตุ Y 4 อะตอม ถามวลอะตอม X = 40 มวลอะตอม Y = เทาใดมวลอะตอม 10 อะตอม Y = เทาใด

วิธีทํ า ธาตุ X 2 อะตอมธาตุ Y 4 อะตอม = 2

ธาตุ X 1 อะตอมธาตุ Y 1 อะตอม = 22 × 4 = 4

มวลอะตอม Xมวลอะตอม Y = 4

∴ มวลอะตอม Y = 10, มวล 10 อะตอม Y = 10 × 10 × 1.66 × 10-24 กรัมตัวอยางท่ี 4 ธาตุ S 1 โมเลกุลมี 8 อะตอม มีมวลโมเลกุล 256 จงหามวลอะตอมของธาตุ S

1) 16 2) 32 กรัม 3) ไมมีขอใดถูกวิธีทํ า S8 = 256

S = 2568= 32 (ไมมีหนวย) (ขอ 3))

2. หาจากมวลอะตอมเฉลี่ยของ Isotopeมวลอะตอมเฉลี่ย = มวลของ Isotope

NO.∑

∑

ตัวอยางท่ี 5 ธาตุ X มี Isotope 2 ตัว คือธาตุ X-12 มี 98.89% มีมวลอะตอม = 12.00 ธาตุ X-13 มีมวลอะตอม= 13.003 จงหามวลอะตอมเฉลี่ยของธาตุ X

วิธีทํ า มวลอะตอมเฉลี่ย = มวลของ IsotopeNO.

∑∑

= (98.89 12.00) + (1.11 13.003)100

× ×

≈ 12.01


ตัวอยางท่ี 6 ธาตุ Y มี Isotope 2 ตัว คือธาตุ Y-63 และธาตุ Y-65 มีมวลอะตอมเฉลี่ย = 63.546 จงหา % ของธาตุ Y-63 และ Y-65

วิธีทํ า มวลอะตอมเฉลี่ย = มวลของ IsotopeNO.

∑∑

63.546 = (63x) + (100 x) 65100

- ×

x = 72.7% (Cu-63)∴ Cu - 65 = 100 - x

= 27.3%ตัวอยางท่ี 7 ธาตุ M และ N เกิดสารประกอบ มีสูตร MN2 มีมวลโมเลกุล 95.222 กํ าหนดขอมูลของธาตุดังนี้

ไอโซโทป มวลอะตอม %ไอโซโทป24M25M26M

xyz

abc

ถามวลอะตอมเฉลี่ยของธาตุ N = 35.456 ปริมาณรอยละของไอโซโทป 26M มีคาเทาใด1) 24.31 ax by

z - - 2) 24.31 (100 b)x

z x

- --

3) 59.77 ax byz

- - 4) 2431 ax byz

- -

วิธีทํ า หา % ของ M-26 คือหาคา C1. หามวลอะตอมของ M (บอกทางออม)

มวลอะตอม M = 95.222 - 2N= 95.222 - 2 × 35.456= 24.31

มวลอะตอมเฉลี่ย = มวลของ IsotopeNO.

∑∑

24.31 = มวล M 24 +มวล M 25 +มวล M 26100 - - -

= ax + by + cz100

ax + by + cz = 2431c = 2431 ax by

z - - (ขอ 4))

2. การหามวลโมเลกุล (M)1. หาจาก concept "เหมือนมวลอะตอม"2. หาจากสูตร โดยใช Σของมวลอะตอม∴ ตองทราบ - สูตร - มวลอะตอม


ตัวอยางท่ี 8 จงหามวลโมเลกุลของก. เลด (II) ไนเตรตข. ผลึกจุนสี

วิธีทํ า ก. สูตร Pb(NO3)2M = (207 × 1) + (14 × 2) + (16 × 6)

= 331ข. สูตร CuSO4 ⋅ 5H2O

M = (63.5) + (32) + (64) + 90= 249.5

สรุป จากสูตรหามวลโมเลกุลได3. หาจากปริมาตรตอโมล ใชกับกาซหรือไอ "กาซหรือไอ 1 โมล มีปริมาตร 22.4 dm3 หรือ lit ท่ี STP"

รูมวลและปริมาตร หามวลโมเลกุล1) เทียบบัญญัติไตรยางศหามวลของ 1 โมล

2) ใชสูตร mM = v22.4ตัวอยางท่ี 9 สาร A 2 กรัม ทํ าเปนไอมีปริมาตร 5.6 dm3 STP จงหา Mวิธีทํ า รูมวลและปริมาตรของไอ

สูตร mM = v22.42M = 5.622.4M = 2 22.45.6 ×

= 84. หาจากความหนาแนน (gas, ไอ)

Q D = mV (มวล/ปริมาตร)แสดงวาบอกมวลและปริมาตรทางออม หา M ไดเหมือนขอ 3

ตัวอยางท่ี 10 กาซ A มีความหนาแนน 2.5 กรัม/dm3 ท่ี S.T.P จงหามวลโมเลกุลวิธีทํ า Q D = mV = 2.5 กรัม/dm3 STP

หมายถึง กาซ 1 dm3 STP = 2.5 กรัมmM = V22.4

2.5M = 122.4∴ M = 56


5. หาจากการแพร (gas, ไอ) ⇒ Labกฎของ Graham อัตราเร็ว (R) ในการแพรของกาซหรือไอจะเปนสัดสวนผกผันกับรากที่สองของมวลโมเลกุล (M) หรือความหนาแนน (D)สมการ R ∝ 1

M ∝ 1D

RA ∝ 1MA

= 1DA

...(1)

RB ∝ 1MB

= 1DB

...(2)

∴ RRA

B = MMB

A = DDB

A∴ M มาก → R นอย, M นอย → R มาก

ตัวอยางท่ี 11 จงเรียงลํ าดับการแพรของกาซ N2, O2, H2, CO2 จากมากไปนอยวิธีทํ า R ∝ 1

M (Mมาก → Rนอย)MN2 = 28, MO2 = 32, MH2 = 2, MCO2 = 44RH2 > RN2 > RO2 > RCO2

ตัวอยางท่ี 12 กาซ X เคล่ือนท่ีได 25 ฟุต ใน 5 วินาที กาซ Y เคล่ือนท่ีได 20 ฟุต ใน 5 วินาที ถามวลโมเลกุลX = 16 มวลโมเลกุล Y เทากับเทาใด

วิธีทํ า RRX

Y = MMY

X

25 520 5

÷÷ = M

16Y

54 = M16Y

2516 = M16Y

∴ MY = 25ตัวอยางท่ี 13 กาซ A เคล่ือนท่ีไดเปน 2 เทาของกาซมีเทน กาซ A คือ

1) CO2 2) SO2 3) NH3 4) He

วิธีทํ า RR A

CH4 =

MMCH4

A = 2

MCH4 = 16 ; 16MA = 216MA = 4

∴ MA = 4 ตรงกับ He (ขอ 4)


4. โมลคือ หนวยวัดปริมาณ แทน1. มวล = มวลโมเลกุล, มวลอะตอม เชน

H2O 1 โมล = 18 กรัมธาตุ N 1 โมล = 14 กรัม

2. ปริมาตร (กาซ, ไอ) = 22.4 dm3 ท่ี STP เชนCO2 1 โมล = 22.4 dm3 STP (g)H2O 1 โมล = x dm3 STP (l)NaCl 1 โมล = x dm3 STP (s)

3. อนุภาค = 6.02 × 1023 (Avogadro. No.)โมเลกุล, อะตอม, ไอออนแบงออกเปน1. โมล (โมเลกุล) H2, CO2, H2O เชน กาซ H2 1 โมล (โมเลกุล) = 6.02 × 1023 โมเลกุล2. โมล (อะตอม) ธาตุ C, H, O เชน ธาตุ C 1 โมล (อะตอม) = 6.02 × 1023 อะตอม3. โมล (ไอออน) SO4

2-, H+, Ca2+, Cl- เชน SO42- 1 โมล (ไอออน) = 6.02 × 1023 ไอออน

5. ความสัมพันธระหวางมวล ปริมาตร อนุภาคและโมล (m, V, N, n)1. กาซหรือไอ

1 โมล22.4

STP

O = 32 กรัม2

6.02 10 โมเลกุล โมล 23× ⇒

dm3

1. บัญญัติไตรยางศ2. สูตร

O2 32 กรัม = 1 โมลO2 x กรัม = x32 โมล

∴ * โมล = มวล (กรัม)มวลโมเลกุล = mM *

ทํ านองเดียวกัน

* โมล = 22.4ปริมาตร (dm STP)3

= V22.4

* โมล = อนุภาค6.02 10

23×= N

6.02 10 23×


∴ * n = mM = V22.4 = N6.02 10

23×

โมล

มวลมวล (กรัม)

อนุภาคอนุภาค

ปริมาตรปริมาตร

÷M ×M

×22. 4÷22. 4

÷ ×6.02 10 23

× ×6.02 10 23(dm STP)3

เล็ก ใหญ เล็ก

6. ประโยชนของโมล1. ใชในการเปลี่ยนหนวยวัดปริมาณ2. ใชในการเปรียบเทียบปริมาณ

1. ใชในการเปลี่ยนหนวยวัดปริมาณตัวอยางท่ี 14 กาซอีเทน 5.6 dm3 STP จะมีก่ีกรัม ก่ีโมเลกุล มีธาตุ C ก่ีอะตอม ธาตุ H ก่ีอะตอม ธาตุท้ังหมด

ก่ีอะตอม มีธาตุ C ก่ีกรัม และมีความหนาแนนเทาใดวิธีทํ า C2H6 = 5.622.4 = 14 โมล

= 14 × 30 = 7.5 กรัม= 14 × 6.02 × 1023 โมเลกุล

ธาตุ C =

× 2 41 × 6.02 × 1023 อะตอม

ธาตุ H =

× 6 41 × 6.02 × 1023 อะตอม

ธาตุท้ังหมด =

× 8 41 × 6.02 × 1023 อะตอม

ธาตุ C =

× 2 41 × 12 กรัม

D = mV =14 30 (กรัม)

14 22.4 (dm STP)

3

×

×

= มวลโมเลกุล22.4 dm STP

3


ตัวอยางท่ี 15 กาซคลอรีน 35.5 กรัม จะมีก่ีโมล, โมเลกุล, dm3 STP, โมล (อะตอม), p, e, n และมีอนุภาคมูลฐานเทาใด )( Cl35

17

วิธีทํ า Cl2 = 35.571 = 0.5 โมล= 0.5 × 6.02 × 1023 โมเลกุล= (0.5 × 2) × 6.02 × 1023 อะตอม

p = e = อะตอม × เลขอะตอม= (0.5 × 2) × 6.02 × 1023 × 17

n = อะตอม × (เลขมวล - เลขอะตอม)= (0.5 × 2) × 6.02 × 1023 × 18

อนุภาคมูลฐาน = จํ านวน p + n + e-= (0.5 × 2) × 6.02 × 1023 × (17 + 18 + 17)= 0.5 × 2 × 6.02 × 1023 × 52

ตัวอยางท่ี 16 กาซนีออน 44.8 dm3 STP จะมีก่ีกรัม, โมเลกุล, อะตอมวิธีทํ า (He, Ne, Ar เปน Inert gas 1 โมเลกุล = 1 อะตอม)

Ne = 44.822.4 = 2 โมล= 2 × 20 กรัม= 2 × 6.02 × 1023 โมเลกุล = อะตอม

ตัวอยางท่ี 17 โซเดียมซัลเฟต 50 cc 0.2 โมล/ลิตร จะมีโซเดียมไอออนและซัลเฟตไอออนอยูอยางละกี่ไอออน และมีไอออนท้ังหมดเทาใด

วิธีทํ า Na2SO4 เปนสารประกอบ Ionic ประกอบดวย Ion + และ Ion -Na2SO4

→ 2Na+ + SO4

2-

0.01 0.01 × 2 0.01 × 1สารละลายโมล = c V1000 × = 50 0.21000 ×

= 0.01 โมล∴ Na+ = 0.01 × 2 × 6.02 × 1023 ไอออน

SO42- = 0.01 × 6.02 × 1023 ไอออน

Ion ท้ังหมด = (0.01 × 3) × 6.02 × 1023 ไอออน2. ใชในการเปรียบเทียบปริมาณ


ตัวอยางท่ี 18 กาซตอไปนี้ก. NO 3 กรัมข. CO2 224 cc ท่ี STPค. Cl2 6.02 × 1020 โมเลกุล

1. กาซใดมีโมเลกุลมากท่ีสุด ...............................................(ก) นอยสุด ...............................................(ค)

2. กาซใดมีปริมาตรมากที่สุด ...............................................(ก) นอยสุด ...............................................(ค)

3. กาซใดมีการแพรเร็วท่ีสุด ................................................(ก)R 1

M∝ชาสุด ...............................................(ค)

4. กาซใดมีความหนาแนนมากที่สุด ...............................................(ค) นอยสุด ...............................................(ก) 22.4M=V

m=D

5. กาซใดมีจํ านวนอะตอมมากที่สุด ...............................................(ก) นอยสุด ...............................................(ค)

6. นํ ากาซบรรจุในภาชนะขนาดเทากัน อุณหภูมิเทากัน กาซใดมีความดันสูงสุดและตํ่ าสุดPV = nRT ∴ P ∝ nก. ความดันสูงสุดค. ความดันต่ํ าสุด

วิธีทํ า ทํ าเปนโมลใหหมดก) NO = 330 = 0.1 โมลข) CO2 = 2241000 22.4 × = 0.01 โมล

ค) Cl2 = 6.02 106.02 10

2023

××

= 0.001 โมล

การหาขนาดของโมเลกุล (ชั้นเดียว)

สูตร ความหนาของชั้นกรด (h) = 23 ชอลก)ูนยกลางผง(เสนผานศ หยด/cm 25ยของสารละลาโดยปริมาตร%

××π

ปริมาตรกรด = h3 (ลูกบาศก)

ปริมาตรกรด =3

2h34

π (ทรงกลม)

ตัวอยางท่ี 19 สารละลายกรดสเตียริกเขมขน a% โดยปริมาตรหยดลงในนํ้ าพบวาสารละลายกรดนี้ 1 หยด ทํ าใหผงชอลกแผออกไป มีเสนผานศูนยกลางเทากับ b cm และสารละลายกรดนี้ c หยด มีปริมาตร 1 cm3

จงหาขนาดของโมเลกุลกรดนี้ สมมติใหโมเลกุลกรดเปนลูกบาศกเรียงเปนชั้นเดียว

1)3

2cb100a

π2) 43 π

32cb50

a

π

3)3

2cb25a

π4) 43 π

32cb25

a

π


วิธีทํ า สูตร ความหนา (h) = %โดยปริมาตร25 cm

3

2π φ× ×หยด

= a25 c b

2π × ×

Vลูกบาศก = h3 = 3

2b c 25a

××π (ขอ 3)

Vทรงกลม =3

2h34

π

= 43 π3

2b c 50a

××π (ขอ 2)


จงเลือกคํ าตอบที่ถูกตอง1. ขอความใดถูกตองท่ีสุด

ก. ธาตุ O 1 อะตอม = 16 × 1.66 × 10-24 กรัมข. ธาตุ O 1 อะตอม มีมวล 16 เทาของ C-12, 1 อะตอมค. กาซ O2 16 กรัม = 6.02 × 1023 อะตอมง. กาซ O2 32 กรัม มีจํ านวนโมเลกุลเทากับกาซ Cl2 22.4 dm3 STP

1) ก. 2) ก. และ ข. 3) ก., ข. และ ค. 4) ก., ค. และ ง.2. ธาตุ ก มีมวลอะตอม = x ธาตุ ข มีมวลอะตอม = y ถามวล 1 อะตอม ก z กรัม แลวมวล 1 อะตอม ข

เทากับเทาใด1) xy

z 2) yzx 3) xzy 4) zxy

3. กาซ X2 1 โมเลกุล หนักเปน 5 เทาของ C-12, 1 อะตอม ธาตุ X มีมวลอะตอมเทาใด1) 24 2) 30 3) 36 4) 60

4. จงคํ านวณหามวลของ Li 3.01 × 1023 อะตอม จากขอมูลตอไปนี้

ไอโซโทป % มวล36Li37Li

793

6.027.01

1) 2.45 2) 3.47 3) 5.43 4) 6.2


5. กาซ H2, N2, O2, Cl2 ขอความใดถูกตองท่ีสุด เมื่อมวลเทากันก. กาซ H2 มีโมเลกุล และปริมาตรมากสุดข. กาซ H2 แพรเร็วท่ีสุด Cl2 ชาสุดค. กาซ H2 มีความหนาแนนนอยท่ีสุด กาซ Cl2 มีความหนาแนนมากท่ีสุดง. กาซทุกตัวมีโมเลกุลเทากัน

1) ก. และ ข. 2) ก., ข. และ ค. 3) ก., ข., ค. และ ง. 4) ก., ข. และ ง.6. กาซ XY2 1.81 × 1024 โมเลกุล จะมีมวลกี่กรัม (มวลอะตอม X = a, มวลอะตอม Y = b)

1) 13 (a + 2b) 2) 3(a + 2b) 3) 30(a + 2b) 4) (a + 2b)1.81 10

24×

7. S8 1.60 × 10-2 โมล และ H2S 2.0 × 10-9 โมล มี S ก่ีอะตอม

S8 H2S1)2)3)4)

7.71 × 1022

3.35 × 1024

9.63 × 1023

7.71 × 1023

1.2 × 1015

1.2 × 1014

2.4 × 1014

2.4 × 1013

8. จํ านวนอนุภาค Na+ ไอออนและ O2- ไอออนของ Na2O 97.5 กรัม เปนไปดังขอใด

Na+ O2-

1)2)3)4)

15.05 × 1023

30.10 × 1023

18.90 × 1023

9.45 × 1023

30.10 × 1023

15.05 × 1023

9.45 × 1023

18.90 × 1023

9. สารประกอบชนิดหนึ่ง 1 โมเลกุล ประกอบดวย C 1 อะตอม H 3 อะตอม และ Cl 1 อะตอม สารประกอบนี้1.8 × 1023 โมเลกุล จะหนักหรือเบากวากาซออกซิเจน 2.4 × 1023 โมเลกุล และกาซไฮโดรเจน 38.4 × 1023

โมเลกุล1) เบากวาท้ัง O2 และ H2 2) หนักกวา O2 เบากวา H23) เบากวา O2 หนักกวา H2 4) หนักกวาท้ัง O2 และ H2

10. ในโพแทสเซียมแมงกาเนต 594 กรัม จะมีมวลโพแทสเซียมเทากับมวลโพแทสเซียมในสารประกอบขอใด1) โพแทสเซียมไฮดรอกไซด 112 กรัม 2) โพแทสเซียมซัลไฟต 220 กรัม3) โพแทสเซียมออกไซด 282 กรัม 4) โพแทสเซียมไนเตรต 303 กรัม


11. สารละลายกรดสเตียริกเขมขน a% โดยปริมาตรหยดลงในนํ้ าพบวาสารละลาย 1 หยด ท่ีแผออกไปบนผิวนํ้ ามีเสนผานศูนยกลางเทากับ b cm และสารละลายกรดนี้ c หยด มีปริมาตร 1 cm3 จงหาขนาดของโมเลกุลกรดชนิดนี้ เมื่อสมมติใหโมเลกุลกรดเปนรูปลูกบาศกเรียงเปนชั้นเดียวบนผิวนํ้ า

1)3

2cb100a

π2) 43 π

32cb50

a

π3)

32cb25

a

π4) 43 π

32cb25

a

π

12. บรรจุกาซ A และ B จํ านวนโมลเทากัน ลงในภาชนะใบหนึ่ง พบวามีโมเลกุลรวมเปน 30.1 × 1023 โมเลกุลถากาซท้ังสองไมทํ าปฏิกิริยากัน จงหามวลของกาซผสมเปนกรัม (มวลโมเลกุล A = 46, B = 36)

เฉลย

1. 4) 2. 2) 3. 2) 4. 2) 5. 2) 6. 2) 7. 1) 8. 3) 9. 4) 10. 3)11. 3) 12. 205

สมบัติของสาร

1. กาซวัดปริมาณเปนปริมาตร (V) ตองบอก T และ P เสมอ โดยท่ัวไปเปนท่ี STP(T = 0°C, P = 1 บรรยากาศ = 760 mmHg)แบงเปนกาซจริง (Real gas) และกาซอุดมคติ (Ideal gas)Ideal gas เปนกาซท่ีไมมีแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลกาซจริง จะมีสมบัติใกลกาซอุดมคติเมื่อ T สูง P ต่ํ า1. ความสัมพันธระหวางปริมาตร อุณหภูมิ ความดัน และโมล (V, P, T, n)

1. กฎของบอยล "ปริมาตรของกาซจะเปนสัดสวนผกผันกับความดัน" เมื่ออุณหภูมิ และมวลหรือโมลคงที่สมการ V ∝ 1P ∴ V1P1 = V2P2 = k (T และ n คงท่ี)

2. กฎของชาลส "ปริมาตรของกาซจะเปนสัดสวนโดยตรงกับอุณหภูมิเคลวิน" เมื่อความดัน และมวลหรือโมลคงที่สมการ V ∝ T ∴ V

T11 = V

T22 (P และ n คงท่ี)

3. กฎรวมของกาซ V ∝ 1P (บอยล)V ∝ T (ชาลส)

∴ V ∝ TP หรือ V PT1 11 = V P

T2 22 * ตัวแปร 3 ตัว V, P, T (n คงท่ี)

ใชเปล่ียนปรมิาตรของกาซจาก T และ P คาหนึง่ไปเปนปรมิาตรของกาซท่ี T และ P อกีคาหนึง่ โดยท่ัวไปที่ STP


ตัวอยางท่ี 1 นํ าโลหะแมกนีเซียมมา 2.4 กรัม ทํ ากับกรดไฮโดรคลอริก จะเกิดกาซ H2 ก่ีกรัม ก่ี dm3 ท่ีอุณหภูมิ27°C ความดัน 380 mmHg

วิธีทํ า (M.C. + gas)1. หาปริมาณ H2 ท่ีเกิดจากสมการ (M.C.1)

Mg(s) + 2HCl → MgCl2 + H2

2.42.4 = 0.1 โมล เกิด H2 = 11 × 0.1 = 0.1 โมล ∴ เกิด H2 = 0.1 × 2 กรัม

= 0.1 × 22.4 dm3 STP2. หาปริมาตร H2 ท่ี T = 27°C, P = 380 mmHg

V PT1 11 = V P

T2 22

2.24 760273 × = V 3803002 ×

∴ V2 = 2.24 760 300273 380

× ××

= 4.92 dm3

(หรือใช PV = nRT ก็ได)4. สมการกาซอุดมคติ (Ideal gas law หรือ The perfect gas law)

V ∝ 1P ..... บอยลV ∝ T ..... ชาลสV ∝ n ..... Avogadro

∴ V ∝ nTP หรือ PV = nRT (ตัวแปร 4 ตัว V, P, T, n)P = ความดันของกาซ, n = จํ านวนโมลของกาซV = ปริมาตรของกาซ, T = อุณหภูมิสมบูรณR = คาคงที่ของกาซ มีคาตางๆ กันขึ้นกับหนวยของ P, V, n, T

แตในวิชาเคมีควรจํ าคา R = 0.082 (โมล)(K))(dm(บรรยากาศ) 3

ตัวอยางท่ี 2 บรรจุกาซ O2 3.2 กรัม ลงในถังขนาด 600 cm3, อุณหภูมิ 27°C จะมีความดันเทาใดวิธีทํ า โจทยบอก n, V, T หา P

PV = nRT ; R = 0.082 (โมล)(K))(dm(บรรยากาศ) 3

P = 3.232 (โมล) × 0.082 (โมล)(K))(dm(บรรยากาศ) 3 × 300 (K)

0.6 (dm )3

= 4.1 บรรยากาศ= 4.1 × 760 mmHg


2. กาซผสมอุดมคติ (Ideal gas mixtures)กฎความดันยอยของดอลตัน "ความดันรวมของกาซผสม = ผลบวกของความดันยอยของกาซแตละชนิด"

O2N2

V = ปริมาตรของกาซผสมT = อุณหภูมิของกาซผสมP = ความดันรวมของกาซผสม

PTV = nTRT ...(1)PO2V = nO2RT ...(2)PN2V = nN2RT ...(3)

(2) ÷ (1) ;PPO2T =

nnO2T ∴ "PT = PยอยO2 + Pยอย N2"

(3) ÷ (1) ;PPN2T =

nnN2T

ตัวอยางท่ี 3 ภาชนะใบหนึ่งขนาด 1000 cm3 บรรจุกาซ O2 3.2 กรัม และกาซ N2 = 11.2 กรัม อุณหภูมิ 27°Cความดันรวม = 760 mmHg จงหาความดันยอยของ O2 และ N2 ในกาซผสม

วิธีทํ า จากสูตร PV = nRT PT × V = nTRT ...(1) nO2 = 3.232 = 0.1 โมลPO2 × V = nO2RT ...(2) nN2 = 11.228 = 0.4 โมลPN2 × V = nN2RT ...(3) nT = 0.1 + 0.4 = 0.5 โมล

(2) ÷ (1) ;PPO2T =

nnO2T

∴ PO2 = 0.10.5 × 760= 152 mmHg

(3) ÷ (1) ; PN2 = 0.40.5 × 760= 608 mmHg

หรือ PN2 = 760 - PO2= 760 - 152 = 608 mmHg

โดยท่ัวไปรูจํ านวนโมล รูความดันรวม ใหหาความดันของกาซแตละชนิดตัวอยางท่ี 4 กาซผสมมีสวนประกอบ N2 = 10%, CH4 = 40%, C2H6 = 50% โดยปริมาตร ท่ีอุณหภูมิ 25°C

ความดัน 700 mmHg จงหาความดันยอยของกาซแตละตัววิธีทํ า สํ าหรับกาซ % โดยปริมาตร = % โดยโมล

∴ กาซผสม 100 โมล มี N2 10 โมล, CH4 40 โมล และ C2H6 50 โมล รูจํ านวนโมล ใชสูตร PV = nRT

PPN2T =

nnN2T ;

PPCH4

T =nnCH4

T


∴ PN2 = 10100 × 700= 70 mmHg

∴ PCH4 = 40100 × 700= 280 mmHg

∴ PC2H6 = PT - PN2 - PCH4= 700 - 70 - 280= 350 mmHg

ตัวอยางท่ี 5 กาซ O2 บรรจุในถังขนาด 200 cc ความดัน 900 mmHg และกาซ N2 บรรจุในถังขนาด 400 cm3

ความดัน 300 mmHg เมื่อตอทอใหกาซผสมกัน1. จงหาความดันยอยของกาซ O2 และกาซ N22. จงหาความดันรวมของกาซผสม

วิธีทํ า1. หาความดันยอย O2 Pยอย O2 × Vรวม = PO2 × VO2

∴ Pยอย O2 = 900 200600 ×

= 300 mmHg2. ความดันยอย N2 Pยอย N2 × Vรวม = PN2 × VN2

∴ Pยอย N2 = 300 400600 ×

= 200 mmHg∴ ความดันรวมของกาซ 300 + 200 = 500 mmHg

ตัวอยางท่ี 6 เมื่อ Mg3N2 ทํ าปฏิกิริยากับนํ้ าได Mg(OH)2 และพบวามีกาซ NH3 เกิดขึ้น 6 dm3 ท่ีอุณหภูมิ 27°Cความดัน 1.12 atm (โดยถือวา NH3 ไมละลายนํ้ า) และยังมีตะกอนหนัก 50 กรัม ท่ีกนภาชนะ ซ่ึงประกอบดวย Mg3N2 ท่ีเหลือ กับ Mg(OH)2 ท่ีเกิดจากปฏิกิริยา จงหามวลของ Mg3N2 ท่ีทํ าปฏิกิริยาพอดีกับนํ้ าในหนวยกรัม(Mg = 24, N = 14, O = 16, H = 1)

วิธีทํ า เขียนสมการ Mg3N2 + 6H2O → 3Mg(OH)2 + 2NH3

? 6 dm3 T = 27°C, P = 1.12 atmหาโมล NH3 ท่ีเกิด PV = nRT

n = PVRT = (1.12)(6)(0.082) 300 ×

= 0.273 โมลคิดจากสมการ โมล Mg3N2 ใช = 12 × 0.273 โมล (MMg3N2 = 100)

= 0.2732 × 100 = 13.65 กรัม


2. ของเหลวของเหลว (l) ควรรู 1. ความดันไอ

2. จุดเดือด1. ความดันไอ (Vapor Pressure) คือ ความดันของไอของของเหลว ณ สมดุล ขึ้นกับ- ชนิดของของเหลว หรือแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุล ถาแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลมาก ความ

ดันไอต่ํ า- ขึ้นกับอุณหภูมิ อุณหภูมิสูง ความดันไอสูง

จากกราฟความดันไอ

สูงต่ํา

อุณหภูมิ

O)(H นํ้า 2

OH)H(CAlcohol 52รู T ความดันไอ

H2O มีความดันไอนอยกวา Alcohol ∴ H2O มีแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลมากกวา2. จุดเดือด (Boiling Point) → (Tb) คอื อณุหภมูท่ีิความดนัไอของของเหลวเทากับความดันบรรยากาศ

ขึ้นกับ- ชนิดของของเหลว หรือแรงยึดระหวางโมเลกุล หรือความดันไอ ถาความดันไอสูง (แรงยึดเหนี่ยว

นอย) จุดเดือดต่ํ า- ความดันบรรยากาศ ความดันบรรยากาศสูง จุดเดือดสูง ความดันบรรยากาศตํ่ า จุดเดือดต่ํ า แตถา

ความดันบรรยากาศ = 1 บรรยากาศ เรียกวา จุดเดือดปกติ

50 75 78 100

400

760

ความดันบรรยากาศ (mmHg)

อุณหภูมิ ( C)o

H O2

C H OH2 5

C78 = TC100 = T

OH5H2bCO2bH

o

o

จุดเดือดปกติ (P = 1 atm)

Pบรรยากาศ = 400 mmHgTbH2O = 75°C, TbC2H5OH = 50°C (รูความดัน หา Tb)

Chem_m4

Documents

ideal gas

covalent bond

ionization energy

2h2o

2b

b2

center atom

pv nrt