Chemical bonding (download)

download report

Transcript Chemical bonding (download)

พันธะเคมี (Chemical bonding)
พันธะเคมี คือ แรงยึดเหนี่ ยวระหว่าง
อะตอม 2 อะตอม โดยแรงยึดเหนี่ ยวจะขึ้นอยู่
กับ อิ เ ล็ก ตรอนวงนอกของอะตอมเหล่ า นั้น
การอยู่ร่วมกันของอะตอม 2 อะตอม ทาให้ได้
โมเลกุลที่เสถียรขึ้น
พันธะเคมี (Chemical bonding)
ถ้า นิ ว เคลี ย สของอะตอมทั้ง สองอยู่ห่ า งกัน มากเกิ น ไป แรงดึ ง ดู ด ระหว่า ง
นิวเคลียสกับอิเล็กตรอนต่างอะตอมก็จะไม่เพียงพอ ไม่สามารถเกิดพันธะเคมีได้
ดังนั้นการเกิดพันธะเคมี นิ วเคลียสของทั้งสองอะตอมจะต้องเข้ามาอยูใ่ กล้กนั
นิวเคลียสของอะตอมทั้งสองจึงจะอยูใ่ นภาวะที่เสถียรมีพลังงานต่า และเกิดพันธะเคมีได้
พันธะโคเวเลนต์
(Covalent bond)
พันธะโคเวเลนต์ (Covalent bond)
พันธะโคเวเลนต์ เกิดจากอะตอมของธาตุอโลหะกับอโลหะตั้งแต่ 2
อะตอมใช้อิเล็กตรอนร่ วมกันเป็ นคู่
โดยทัว่ ไปอะตอมจะรวมกันด้วยอัตราส่ วนที่ทาให้อะตอมมี
เวเลนซ์อิเล็กตรอนครบ 8 เกิดเป็ นสารโคเวเลนต์
พันธะโคเวเลนต์ (Covalent bond)
กฎออกเตต (Octet rule)
จากการศึกษาเกี่ยวกับแก๊สมีตระกูล เช่น He , Ne , Ar , Kr พบว่าแก๊สมี
ตระกูล เป็ นธาตุที่เสถียรมาก เกิดปฏิกิริยาเคมีกบั ธาตุอื่น ๆ ได้ยาก ทาให้
นักวิทยาศาสตร์สนใจที่จะค้นคว้าถึงเหตุผล และจากการศึกษาโครงสร้างอะตอมของ
ธาตุเฉื่ อยพบว่าธาตุเฉื่ อยมีการจัดเรี ยงอิเล็กตรอนวงนอกสุ ดเหมือนกัน คือ มี 8 เวเลนต์
อิเล็กตรอน (ยกเว้นธาตุ He มี 2 เวเลนต์อิเล็กตรอน)
2He
=2
10Ne = 2 , 8
18Ar = 2 , 8 , 8
36Kr = 2 , 8 , 18 , 8
พันธะโคเวเลนต์ (Covalent bond)
เมื่อเปรี ยบเทียบกับโครงสร้างอะตอมของธาตุอื่น ๆ เช่น H , O , N
1H = 1
8O = 2 , 6
7N = 2 , 5
ธาตุเหล่านี้ มีเวเลนต์อิเล็กตรอนน้อยกว่า 8 ในธรรมชาติจะไม่สามารถอยู่
เป็ นอะตอมเดี่ยว เพราะไม่เสถียร ต้องรวมกันเป็ นโมเลกุลซึ่ งอาจจะมี 2 อะตอมหรื อ
มากกว่า ทาให้นกั วิทยาศาสตร์ เชื่อว่าโครงสร้างของอะตอมที่มี 8 เวเลนต์อิเล็กตรอน
เป็ นสภาพที่อะตอมเสถียรที่สุด
พันธะโคเวเลนต์ (Covalent bond)
การที่ อ ะตอมของธาตุ ต่ า ง ๆ รวมตัว กัน ด้ว ยสั ด ส่ ว นที่ ท าให้
มีเวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ 8 นี้ นักวิทยาศาสตร์จึงได้ต้ งั เป็ นกฎ
เรี ยกว่า
กฎออกเตต
พันธะโคเวเลนต์ (Covalent bond)
พันธะโคเวเลนต์ (Covalent bond)
พันธะโคเวเลนต์ (Covalent bond)
ชนิดของพันธะโคเวเลนต์
1. พันธะเดีย่ ว (single bond)
2. พันธะคู่ (double bond)
3. พันธะสาม (Triple bond)
พันธะโคเวเลนต์ (Covalent bond)
1. พันธะเดีย่ ว (Single bond) คือ พันธะทีเ่ กิดจากการใช้
เวเลนซ์ อเิ ล็กตรอนร่ วมกัน 1 คู่
H2
F2
พันธะโคเวเลนต์ (Covalent bond)
2. พันธะคู่ (Double bond) คือ พันธะทีเ่ กิดจากการ
ใช้ เวเลนซ์ อเิ ล็กตรอนร่ วมกัน 2 คู่
CO2
พันธะโคเวเลนต์ (Covalent bond)
3. พันธะสาม (Triple bond) คือ พันธะทีเ่ กิดจาก
การใช้ เวเลนซ์ อเิ ล็กตรอนร่ วมกัน 3 คู่
พันธะโคเวเลนต์ (Covalent bond)
สมบัติบางประการของสารประกอบโคเวเลนต์
 จุดเดือดจุดหลอมเหลวต่า
 ส่ วนใหญ่ไม่ละลายน้ า
 ส่ วนใหญ่ไม่นาไฟฟ้ าทั้งสถานะของแข็งและสาระลาย
พันธะไอออนิก
(Ionic bond)
พันธะไออนิก (Ionic bond)
พันธะไอออนิก เกิดจากโลหะรวมตัวกับอโลหะ
อะตอมโลหะเป็ นฝ่ ายให้ อเิ ล็กตรอน
+ Cation
อะตอมอโลหะเป็ นฝ่ ายรับอิเล็กตรอน
- Anion
ให้ เวเลนต์ eครบ 8
ไอออนทั้งสองมีประจุต่างกันจึงเกิดแรงดึงดูดทางไฟฟ้ าของไอออน
บวกและไอออนลบ เกิ ดเป็ นพันธะไอออนิ ก เรี ยกสารประกอบที่ เกิ ดจาก
อะตอมยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะไอออนิกว่า สารประกอบไอออนิก
พันธะไออนิก (Ionic bond)
พันธะไออนิก (Ionic bond)
+ = cation
- = anion
พันธะไออนิก (Ionic bond)
โลหะให้ อเิ ล็กตรอนแก่ อโลหะ อะตอมของอโลหะกลายเป็ น
ไอออนลบ อะตอมของโลหะกลายเป็ นไอออนบวก
+
Sodium
Chlorine
Na
Cl
+1
-1
Sodium chloride
NaCl
=0
พันธะไออนิก (Ionic bond)
Na = 2,8,1
Na+ = 2,8
Cl = 2,8,7
Cl- = 2,8,8
พันธะไออนิก (Ionic bond)
พันธะไออนิก (Ionic bond)
ธาตุหมู่ 1A ซึ่งมีเวเลนซ์ อเิ ล็กตรอนเท่ ากับ 1 จึงเกิดเป็ นไอออนทีม่ ปี ระจุ +1 ธาตุ
หมู่ 2 ซึ่งมีเวเลนซ์ อเิ ล็กตรอนเท่ ากับ 2 เมือ่ เกิดเป็ นไอออนจะมีประจุ +2 เป็ นต้ น
ส่ วนอโลหะจะรับอิเล็กตรอนมาให้ ครบแปด เช่ น ธาตุหมู่ 7A จะรับอิเล็กตรอน 1
ตัว กลายเป็ นไอออนจะมีประจุ -1 สาหรับธาตุหมู่ 5 เมือ่ เกิดเป็ นไอออนจะมีประจุ -3
เนื่องจากสามารถรับอิเล็กตรอนได้ 3 อิเล็กตรอน แล้วมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนตามกฎ
ออกเตต
ธาตุหมู่
ประจุบน
ไอออน
I
II
III
IV
V
VI
VII
+1
+2
+3
-4
-3
-2
-1
จงจัดเรียงอิเล็กตรอนของอะตอมและไอออนต่ อไปนี้
อะตอม
Li
Na
K
Be
Mg
Ca
N
P
O
S
F
Cl
Br
การจัดเรียงอิเล็กตรอน
ไอออน
การจัดเรียงอิเล็กตรอน
พันธะไออนิก (Ionic bond)
สมบัติบางประการของสารประกอบไอออนิก
1. สารประกอบไอออนิกทุกชนิดมีสถานะเป็ นของแข็ง
เป็ นผลึก ทีอ่ ุณหภูมหิ ้ อง และเปราะ
ผลึกสารประกอบไอออนิกมีรูปทรงเป็ นรู ป
ลูกบาศก์ ประกอบ ด้ วยไอออนบวกและไอออน
ลบเรียงสลับกันเป็ นสามมิติแบบต่ างๆ ไม่ สามารถ
แยกเป็ น โมเลกุลเดีย่ วๆ ได้
พันธะไออนิก (Ionic bond)
สมบัติบางประการของสารประกอบไอออนิก
2. สารประกอบไอออนิกในภาวะปกติเป็ นของแข็ง จะไม่ นาไฟฟ้า
แต่ เมื่อหลอมเหลวหรือละลายนา้ เกิดเป็ นสารละลายนาไฟฟ้าได้
เพราะมีไอออนเคลือ่ นที่ได้ อย่ างอิสระ
พันธะไออนิก (Ionic bond)
สมบัติบางประการของสารประกอบไอออนิก
3. สารประกอบไอออนิกมีจุดดือดและจุดหลอมเหลวสู ง
4. สารประกอบไอออนิกบางชนิดละลายนา้ ได้ ดีและ
บางชนิดไม่ ละลายนา้
พันธะโลหะ
(Metallic bond)
พันธะโลหะ คือ แรงดึงดูดระหว่ างไอออนบวกของอะตอม
โลหะทีเ่ รียงชิดกันกับทะเลอิเล็กตรอนทีอ่ ยู่โดยรอบ
แบบจาลองทะเลอิเล็กตรอน (electron sea model)
ทาไมอิเล็กตรอนของโลหะถึงเคลือ่ นทีไ่ ด้ ตลอดเวลา?
แบบจาลองทะเลอิเล็กตรอน (electron sea model)
พันธะโลหะกับสมบัติบางประการของโลหะ
1. นาไฟฟ้ าและความร้ อนได้ ดี
การที่ อิ เ ล็ ก ตรอน
สามารถเคลื่ อ นที่ ไ ปมา
ในโลหะได้ ทาให้ โลหะมี
คุ ณ ส ม บั ติ เ ป็ น ตั ว น า
ความร้ อนและไฟฟ้าที่ดี
พันธะโลหะกับสมบัติบางประการของโลหะ (ต่ อ)
2. สามารถตีเป็ นแผ่ นหรือดึงเป็ นเส้ นได้
พันธะโลหะกับสมบัติบางประการของโลหะ (ต่ อ)
3. มีผวิ เป็ นมันวาว
ผิวหน้ าของโลหะเป็ นมันวาว
เนื่องจากอิเล็กตรอนอยู่ไม่ ประจา
ที่ แ ละเคลื่ อ นที่ ไ ด้ อ ย่ า งอิ ส ระจะ
สามารถดูดกลืน และกระจายแสง
ได้ จึงทาให้ โลหะสามารถสะท้ อน
แสงได้
พันธะโลหะกับสมบัติบางประการของโลหะ (ต่ อ)
4. มีจุดหลอมเหลวสู ง
เนื่องจากพันธะโลหะเป็ นพันธะที่แข็งแรง เกิดจากแรงยึด
เหนี่ยวระหว่ างเวเลนซ์ อเิ ล็กตรอนอิสระทั้งหมดกับไอออนบวก