Transcript บทที่ 5 พันธะเคมี

บทที่ 5 พันธะเคมี
The Chemical Bond
บทที่ 5 พันธะเคมี
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
ความหมายการเกิดพันธะเคมี
ประเภทของพันธะเคมี
ความยาวพันธะและพลังงานพันธะ
มุมพันธะ
ขั้วของพันธะ
สู ตรโครงสร้ างลิวอิส
เรโซแนนซ์
รูปร่ างโมเลกุล
ทฤษฎีเวเลนซ์ บอนด์
บทที่ 5 พันธะเคมี
ความหมาย
แรงดึงดูดระหว่างอะตอม/ไอออน/กลุ่มอะตอม/โมเลกุล
2. การเกิดพันธะเคมี
อะตอมต้องการปรับตัวเองให้มีพลังงานต่า โดยการจัดเรี ยงอิเล็กตรอนในอะตอมใหม่
ให้เป็ นเหมือนธาตุ หมู่ 8A หรื อเป็ นไปตามกฎออกเตต (Octet Rule) ซึ่ งมีรูปแบบของ
การปรับตัวดังนี้
1.
2.1 โดยการให้และรับอิเล็กตรอนกับ อะตอม /กลุ่มอะตอมอื่น
เกิดพันธะไอออน
2.2 โดยการใช้อิเล็กตรอนร่ วมกับ อะตอม /กลุ่มอะตอมอื่น
เกิดพันธะโคเวเลนซ์
2.3 โดยกรณี อื่น ๆ
เกิดพันธะโลหะ
บทที่ 5 พันธะเคมี
3.
ประเภทของพันธะเคมี
3.1 พันธะไอออน
3.2 พันธะโคเวเลนซ์
3.3 พันธะโลหะ
3.5 แรงวัลเดอร์วาล
บทที่ 5 พันธะเคมี
3.
ประเภทของพันธะเคมี
3.1 พันธะไอออน
เกิดการให้และรับอิเล็กตรอนอย่างเด็ดขาดระหว่างอะตอมคู่สร้างพันธะ
ตัวอย่าง กรณี ของ ผลึก NaCl
2
2
6
1S 2s 2p เหมือน Ne
1S2 2s2 2p6 3s1
1S2 2s2 2p6 3s2 3p5
1S2 2s2 2p6 3s2 3p6 เหมือน Ar
แผนภาพ แสดงการจัดอิเล็กตรอนชั้นนอก (Valence Electron)
โครงสร้างลิวอิส /
โครงสร้างแบบจุด /
Lewis Dot Symbol
สรุป พันธะไอออนเกิดจากแรงดึงดูดระหว่าง ประจุไฟฟ้ าบวก(+) และลบ(-)
บทที่ 5 พันธะเคมี
3.
ประเภทของพันธะเคมี
3.1 พันธะไอออน (ต่อ)
พลังงานที่เกี่ยวของกับการเปลี่ยนแปลง
ตัวอย่าง กรณี ของ NaCl (สถานะแก๊ส)
Gas
บทที่ 5 พันธะเคมี
3.
ประเภทของพันธะเคมี
3.1 พันธะไอออน (ต่อ)
พลังงานที่เกี่ยวของกับการเปลี่ยนแปลง ในขั้นตอนต่าง ๆ
ตัวอย่าง กรณี ของ NaCl (ในสภาวะปกติ หรื อ ที่อุณหภูมิหอ้ ง)
สมการรวม คือ
ปริ มาณพลังงาน
ที่ปล่อยออกมา
บทที่ 5 พันธะเคมี
3.
ประเภทของพันธะเคมี
3.1 พันธะไอออน (ต่อ)
สัดส่ วนโดยจานวนอะตอม ระหว่างธาตุระหว่าง หมู่ต่าง ๆ ที่เกิดพันธะไอออน
หมู่ I A กับ หมู่ VII A สัดส่ วน 1 : 1
หรื อ KBr
หมู่ II A กับ หมู่ VI A สัดส่ วน 1 : 1
หรื อ CaO
หมู่ II A กับ หมู่ VII A สัดส่ วน 1 : 2
หรื อ MgCl2
บทที่ 5 พันธะเคมี
3.
ประเภทของพันธะเคมี
3.1 พันธะไอออน (ต่อ)
กรณี อื่นๆ ของพันธะไอออน
การเกิดพันธะไอออนของเหล็ก (FeO)
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6
การเกิดพันธะไอออนของเหล็ก (Fe2O3)
[Ar] 3d6 4s2
[Ar] 3d5
บทที่ 5 พันธะเคมี
3.
ประเภทของพันธะเคมี
3.1 พันธะไอออน (ต่อ)
กรณี อื่นๆ ของพันธะไอออน
การเกิดพันธะไอออน Zn Cd Hg
[Ar] 3d10 4s2
[Kr] 4d10 5s2
[Xe] 5d10 6s2
[Ar] 3d10
[Kr] 4d10
[Xe] 5d10
บทที่ 5 พันธะเคมี
3.
ประเภทของพันธะเคมี
3.1 พันธะไอออน (ต่อ)
กรณี อื่นๆ ของพันธะไอออน
การเกิดพันธะไอออน Cu Ag
[Ar] 3d10 4s1
Au
[Ar] 3d10
[Ar] 3d10 4s1
[Kr] 4d10 5s1
[Kr] 4d10
[Kr] 4d10 5s1
[Xe] 5d10 6s1
[Xe] 5d10
[Xe] 5d10 6s1
[Ar] 3d8
[Kr] 4d8
[Xe] 5d8
บทที่ 5 พันธะเคมี
3.
ประเภทของพันธะเคมี
3.1 พันธะไอออน (ต่อ)
สมบัติของสารประกอบไอออน






ประกอบด้วยไอออนบวกและไอออนลบอยูด่ ว้ ยกัน
ในสภาพหลอมเหลว หรื อสารละลาย สามารถนาไฟฟ้ าได้ แต่ในสภาพ
ของแข็งไม่นาไฟฟ้ า
จุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง
ละลายได้ดีในตัวทาละลายที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริ กสู ง หรื อตัวทาละลายที่มีข้ วั
ในสภาพของแข็งจะมีความเปราะ และแตกหักได้ง่าย
การเกิดปฏิกิริยาเป็ นแบบ ระหว่างไอออนกับไอออน จึงเกิดปฏิกิริยาได้อย่าง
รวดเร็ ว
3.
บทที่ 5 พันธะเคมี
ประเภทของพันธะเคมี
3.2 พันธะโคเวเลนซ์
เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่ วมกันระหว่างอะตอม มักจะเกิดกับธาตุที่มีอิเล็กตรอนในชั้น
เวเลนซ์ใกล้จะครบ 8 ตัว
ตัวอย่ าง กรณี Cl2
1s2 2s2 2p5
1s2 2s2 2p6
บทที่ 5 พันธะเคมี
3. ประเภทของพันธะเคมี
3.2 พันธะโคเวเลนซ์
แรงที่เกี่ยวข้องในการเกิดพันธะระหว่างอะตอม
ภาพแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงดึงดูดและแรงผลัก อันเนื่องมาจากค่าประจุไฟฟ้ า
บทที่ 5 พันธะเคมี
3.
ประเภทของพันธะเคมี
3.2 พันธะโคเวเลนซ์
ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานศักย์ของระบบ กับระยะห่างระหว่างนิวเคลียส
H2 มีระยะห่างระหว่างนิวเคลียส เท่ากับ 74 pm
จุดสมดุลระหว่างแรงดึงและแรงผลัก คือระยะที่เรี ยกว่าเกิดพันธะโคเวเลนซ์ ขึ้นแล้ว
บทที่ 5 พันธะเคมี
3. ประเภทของพันธะเคมี
3.2 พันธะโคเวเลนซ์
การเกิดพันธะโคเวเลนซ์ระหว่างอะตอมของธาตุในหมู่ ต่าง ๆ
กรณี หมู่1A กับ 6A เช่น H2O
1s1
1s2 2s2 2p4
O = 1s1 2s2 2p6
= Ne
H = 1s2
= He
กรณี หมู่1A กับ 5A NH3
1s1
1s2 2s2 2p3
N = 1s1 2s2 2p6
=
H = 1s2
= He
Ne
บทที่ 5 พันธะเคมี
3. ประเภทของพันธะเคมี
3.2 พันธะโคเวเลนซ์
การเกิดพันธะโคเวเลนซ์ระหว่างอะตอมของธาตุต่างๆ
กรณี
1s1
พันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนซ์
NH4+
1s2 2s2 2p3
N = 1s1 2s2 2p6
= Ne
H = 1s2
= He
3.
บทที่ 5 พันธะเคมี
ประเภทของพันธะเคมี
3.2 พันธะโคเวเลนซ์
พันธะโคเวเลนซ์มีหลายแบบดังนี้
พันธะเดี่ยว มีการใช้อิเล็กตรอนร่ วมกันเพื่อสร้างพันธะ 1 คู่ / 2 ตัว
บทที่ 5 พันธะเคมี
3. ประเภทของพันธะเคมี
3.2 พันธะโคเวเลนซ์
พันธะโคเวเลนซ์มีหลายแบบดังนี้
พันธะคู่ มีการใช้อิเล็กตรอนร่ วมกันเพื่อสร้างพันธะ 2 คู่ / 4 ตัว
บทที่ 5 พันธะเคมี
3. ประเภทของพันธะเคมี
3.2 พันธะโคเวเลนซ์
พันธะโคเวเลนซ์มีหลายแบบดังนี้
พันธะสาม มีการใช้อิเล็กตรอนร่ วมกันเพื่อสร้างพันธะ 3 คู่ / 6 ตัว
บทที่ 5 พันธะเคมี
3. ประเภทของพันธะเคมี
3.2 พันธะโคเวเลนซ์
สารประกอบโคเวเลนซ์ชนิดอื่นๆ
บทที่ 5 พันธะเคมี
3. ประเภทของพันธะเคมี
3.2 พันธะโคเวเลนซ์
การเกิดเรโซแนนซ์ ของพันธะในการประกอบโคเวเลนซ์
บทที่ 5 พันธะเคมี
3.
ประเภทของพันธะเคมี
3.2 พันธะโคเวเลนซ์
สมบัติของสารประกอบโคเวเลนซ์
1. จุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่า ยกเว้นสารที่มีโครงสร้างโครงตาข่าย เช่น เพชร ฟลู
2.
3.
4.
5.
ไม่นาไฟฟ้ าทั้งใน สภาพของแข็ง ของเหลว และแก๊ส
เกิดปฏิกิริยาเคมีได้ชา้ เมื่อเทียบกับสารประกอบไอออน
ละลายได้ดีในตัวทาละลายที่สภาพขั้วใกล้เคียงกัน ( like dissolve like )
สารบางชนิดไม่มีโมเลกุล หรื อเป็ นโมเลกุลยักษ์ หรื อ 1 ชิ้นของสารนั้นเป็ น
เสมือน 1 โมเลกุล เช่น เพชร ซิลิกอน(Si) ซิงก์เบลนด์ (ZnS)
บทที่ 5 พันธะเคมี
3.
ประเภทของพันธะเคมี
3.3 พันธะโลหะ
เกิดจากการที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปมาได้อย่างอิสระทัว่ ทั้งชิ้นของโลหะ ซึ่งมีทฤษฎีที่
อธิบาย 2 ทฤษฎี ได้แก่ 1) ทฤษฎีพนั ธะเวเลนซ์และเรโซแนนซ์ 2) ทฤษฎีออร์บิทลั เชิงโมเลกุล ซึ่ง
แบบจาลองที่ใช้อธิบายความเป็ นโลหะนั้นเรี ยกว่าแบบจาลองทะเลอิเล็กตรอน
แลบจาลองทะเลอิเล็กตรอน
บทที่ 5 พันธะเคมี
3. ประเภทของพันธะเคมี
3.3 พันธะโลหะ
1) ทฤษฎีพนั ธะเวเลนซ์และเรโซแนนซ์
ทฤษฎีพนั ธะเวเลนซ์และเรโซแนนซ์
บทที่ 5 พันธะเคมี
3. ประเภทของพันธะเคมี
3.3 พันธะโลหะ
2) ทฤษฎีออร์บิทลั เชิงโมเลกุล