พันธะเคมี part ionic bonds

พั�นธะเคมีChemistry

Bond

By Natthaporn KawiradsProgram CHEMISTRY

พั�นธะไอออน�ก

การเก�ดพั�นธะไอออน�ก

พั�นธะไอออน�ก คื�อ พั�นธะเคืมี�ที่��เก�ดขึ้��นระหว่�างอะตอมีขึ้องโลหะก�บอโลหะ

โดยโลหะจะเป็#นต�ว่ให%อ�เล&กตรอน ส่�ว่นอโลหะจะร�บอ�เล&กตรอน ยกเว่%น Be และ B จะเป็#น

พั�นธะโลหะที่��เก�ดโคืเว่เลนต) เช่�นBy Natthaporn Kawirads Program CHEMISTRY

การเก�ดส่ารป็ระกอบโซเด�ยมีคืลอไรด) (NaCl ) จากอะตอมีโซเด�ยมี (Na ) และ

อะตอมีคืลอร�น (Cl )

By Natthaporn Kawirads Program CHEMISTRY

Na = 2 8 1 Cl = 2 8 7 Cl = 2 8 8Na = 2 8

การเก�ดส่ารป็ระกอบแคืลเซ�ยมีคืลอไรด) ()จากอะตอมีแคืลเซ�ยมี (Ca ) และอะตอมี

คืลอร�น (Cl )


การเก�ดส่ารป็ระกอบแมีกน�เซ�ยมีคืลอไรด) (MgCl

2 ) จากอะตอมีแมีกน�เซ�ยมี (Mg )

และอะตอมีคืลอร�น (Cl )


โครงสร�างของสารประกอบไอออน�ก

1 .ผลึ�กโซเดียมีคลึอไรดี�


ล�กษณะคืล%ายตาขึ้�าย

อ�ตราส่�ว่นระหว่�างไอออนบว่ก :

ไอออนลบ เที่�าก�บ 6 : 6 หร�อ 1 : 1

ส่.ตรอย�างง�ายจ�งเป็#น NaCl

2. ผลึ�กซเซยมีคลึอไรดี�


โครงสร�างของสารประกอบไอออน�ก (ต่ อ)

แต�ละไอออนจะมี�ไอออนต�างช่น�ดล%อมีรอบอย.� 8 ไอออนอ�ตราส่�ว่นระหว่�าง

ไอออนบว่ก : ไอออนลบ เที่�าก�บ 8 : 8 หร�อ 1 : 1 ส่.ตรอย�างง�ายจ�งเป็#น

CsCl

การเขึ้�ยนส่.ตรและเร�ยกช่��อส่ารป็ระกอบไอออน�ก

1. เมี��อโลหะที่/าป็ฏิ�ก�ร�ยาก�บอโลหะ ธาต1ที่��งส่องจะรว่มีก�นด%ว่ยพั�นธะไอออน�กเก�ดเป็#นสารประกอบไอออน�ก ก�อนอ��น

ต%องที่ราบว่�าธาต1ที่��ที่/าป็ฏิ�ก�ร�ยาก�นเก�ดเป็#นไอออนช่น�ดใด และมี�ป็ระจ1เที่�าใด ด�งน��


2. ช่��อไอออนบว่กและไอออนลบที่��เป็#นกล1�มีอะตอมี


การเขึ้�ยนส่.ตรและเร�ยกช่��อส่ารป็ระกอบไอออน�ก (ต�อ)

1. เขึ้�ยนไอออนบว่กขึ้องโลหะหร�อกล1�มีไอออนบว่กไว่%ขึ้%างหน%า ตามีด%ว่ยไอออนลบขึ้องอโลหะหร�อกล1�มีไอออนลบ ยกเว่%น ส่ารป็ระกอบไอออน�กที่��เป็#น เกล�ออะซ�เตต (CH3COO-)


การเขึ้�ยนส่.ตรส่ารป็ระกอบไอออน�ก

เช่�น CH3COONa (CH3COO)2Ca


2. ไอออนบว่กและไอออนลบ จะรว่มีก�นในอ�ตราส่�ว่นที่��ที่/าให%ผลรว่มีขึ้องป็ระจ1เป็#นศู.นย) ด�งน��นจ�งต%องหาต�ว่เลขึ้มีาคื.ณก�บจ/านว่นป็ระจ1บนไอออนบว่กและ

ไอออนลบให%มี�จ/านว่นเที่�าก�น แล%ว่ใส่�ต�ว่เลขึ้เหล�าน��นไว่%ที่��มี1มีขึ้ว่าล�างขึ้องแต�ละไอออน ซ��งที่/าได%โดยใช่%จ/านว่น

ป็ระจ1บนไอออนบว่กและไอออนลบคื.ณไขึ้ว่%ก�น

การเขึ้�ยนส่.ตรส่ารป็ระกอบไอออน�ก (ต�อ)

3. ถ้%ากล1�มีไอออนบว่กหร�อไอออนลบมี�มีากกว่�า 1 กล1�มี ให%ใส่�ว่งเล&บ ( ) และใส่�จ/านว่นกล1�มีไว่%ที่��มี1มีล�างขึ้ว่าล�าง


การเขึ้�ยนส่.ตรส่ารป็ระกอบไอออน�ก (ต�อ)


เช่�น จงเขึ้�ยนส่.ตรขึ้องส่ารป็ระกอบไอออน�กต�อไป็น��

ก . Na+ ก�บ O2- ขึ้ . Ca2+ ก�บ Cl- คื .NH4

+ ก�บ SO42-

1. สารประกอบธาต่!ค" ถ้%าส่ารป็ระกอบเก�ดจาก ธาต1โลหะที่��มี�ไอออนได%ช่น�ดเด�ยว่รว่มีก�บอโลหะ ให%อ�านช่��อโลหะที่��เป็#นไอออนบว่ก แล%ว่ตามีด%ว่ยช่��อธาต1อโลหะที่��เป็#นไอออน

ลบ โดยเป็ล��ยนเส่�ยงพัยางคื)ที่%ายเป็#น ไอด) (ide) เช่�น


การอ�านช่��อส่ารป็ระกอบไอออน�ก

อออซ�เจน เปลึ$ยนเป%น ออกไซดี� (oxide)

คลึอรน เปลึ$ยนเป%น คลึอไรดี� (chloride)

ไฮโดีรเจน เปลึ$ยนเป%น ไฮไดีรดี� (hydride)

ไอโอดีน เปลึ$ยนเป%น ไอโอไดีดี� (iodide)

ต�ว่อย�าง


การอ�านช่��อส่ารป็ระกอบไอออน�ก (ต�อ)

NaCl อ านว่ า โซเดียมีคลึอไรดี� (Sodium chloridr)KBr อ านว่ า โพัแทสเซยมีโบรไมีดี� (Potascium bromide)CaI2 อ านว่ า แคลึเซยมีไอโอไดีดี� (Calcium iodide) CaCl2 อ านว่ า แคลึเซยมีคลึอไรดี� (Calcium chloride)

ถ้%าส่ารป็ระกอบที่��เก�ดจากธาต1โลหะเด�ยว่ก�นที่��มี�ไอออนได%หลายช่น�ด รว่มีต�ว่ก�บอโลหะ ให%อ�านช่��อโลหะที่��เป็#นไอออนบว่กแล%ว่ตามีด%ว่ยคื�าป็ระจ1ขึ้อง

ไอออนขึ้องโลหะโดยว่งเล&บเป็#นเลขึ้โรมี�น แล%ว่ตามีด%ว่ยอโลหะที่��เป็#นไอออนลบ โดยเป็ล��ยนเส่�ยง

พัยางคื)ที่%ายเป็#น ไอด) (ide)




เช่�น Fe เก�ดไอออนได% 2 ช่น�ดคื�อ Fe2+ และ Fe3+ และ Cu เก�ดไอออนได% 2 ช่น�ดคื�อ Cu+ และ Cu2+ ส่ารป็ระกอบที่��เก�ดขึ้��นและการอ�านช่��อ ด�งน��


FeCl2 อ านว่ า ไอร�ออน (II) คลึอไรดี� ( Iron (II) chloride ) FeCl3 อ านว่ า ไอร�

ออน (III) คลึอไรดี� ( Iron (III)

chloride )



CuS อ านว่ า คอปเปอร� (I) ซ�ลึไฟดี� ( Cupper (I) sunfide )Cu2S อ านว่ า คอปเปอร� (II) ซ�ลึไฟดี�

( Copper (II) sunfide )

2. สารประกอบธาต่!สามีหร-อมีากกว่ า ถ้%าส่ารป็ระกอบเก�ดจากไอออนบว่กขึ้องโลหะ หร�อกล1�มีไอออนบว่กรว่มีต�ว่ก�บ

กล1�มีไอออนลบ ให%อ�านช่��อไอออนบว่กขึ้องโลหะหร�อช่��อกล1�มีไอออนบว่ก แล%ว่ตามีด%ว่ยกล1�มีไอออนลบ เช่�น




CaCO3 อ านว่ า แคลึเซยมีคาร�บอนเนต่ (Calcium carbonat)

Ba(OH)2 อ านว่ า แบเรยมีไฮดีรอกไซดี� (Barium hydroxide)


KNO3 อ านว่ า โพัแทสเซยมีไนเต่รต่ (Potascium nitrae)

(NH4)3PO4 อ านว่ า แอมีโมีเนยมีฟอสเฟต่ (Ammomium pospate)

พัลึ�งงานก�บการเก�ดีพั�นธะไอออน�ก

ในการเก�ดพั�นธะไอออน�กหร�อส่ารป็ระกอบไป็ออน�ก จะมี�การเป็ล��ยนแป็ลงหลายขึ้��นตอนด%ว่ยก�น

แต�จะมี�ก��ขึ้� �นขึ้��นอย.�ก�บส่มีบ�ต�ขึ้องส่ารต��งต%นและแต�ละขึ้��นตอนย�อยๆจะมี�พัล�งงานเก��ยว่ขึ้%องอย.�ด%ว่ย

ด�งต�ว่อย�าง


การเก�ดส่ารป็ระกอบโซเด�ยมีคืลอไรด) (NaCl) มี�ขึ้��นตอนด�งน��

1.โลหะโซเด�ยมีที่��อย.�ในส่ถ้านะขึ้องแขึ้&งระเห�ดกลายเป็#นไอ (กลายเป็#นอะตอมีในส่ถ้านะก7าซ ) ขึ้��นน��ต%อง

ดี"ดีพัลึ�งงานเท าก�บ 109 kJ/mol เร�ยกพัล�งงานที่��ใช่%ในขึ้��นน��ว่�า พัลึ�งงานการระเห�ดี (Heat of siblimation) ส่�ญล�กษณ) “ Hs" หร�อ "S"

Na(s)+ 109 kJ---------------->Na(g).........(1)


2. การส่ลายโมีเลก1ลขึ้องคืลอร�น (Cl2(g)) ซ��งอย.�ในส่ถ้านะก7าซแตกต�ว่ออกเป็#นอะตอมีในส่ถ้านะก7าซ (Cl(g)) ขึ้� �นน��ต%องใช่%พัล�งงานหร�อดี"ดีพัลึ�งงานเท าก�บ 122

kJ/mol เร�ยกพัล�งงานที่��ใช่%ในขึ้��นน��ว่�า พัลึ�งงานสลึายพั�นธะ หร�อ พัลึ�งงานการแต่กต่�ว่ (Bond Dissociation

energy) ส่�ญล�กษณ) “ Hdis" หร�อ "d”


การเก�ดส่ารป็ระกอบโซเด�ยมีคืลอไรด) (NaCl) มี�ขึ้��นตอนด�งน�� (ต�อ)

Cl2 (g) + 122kJ -------------------> Cl(g)…..(2)


3. การแตกต�ว่เป็#นไอออนขึ้องโซเด�ยมี อะตอมีขึ้องโซเด�ยมีในส่ถ้านะก7าซ เส่�ย 1 เว่เลนซ)อ�เล&กตรอน กลายเป็#นโซเด�ยมีไอออนในส่ถ้านะก7าซ ขึ้��นน��ต%องใช่%พัล�งงานหร�อดี"ดีพัลึ�งงาน 496 kJ/mol เร�ยกพัล�งงานที่��ใช่%ในขึ้��นน��ว่�า พัลึ�งงานไอออไนเซชั่�$น (Ionization Energy) ส่�ญล�กษณ) "IE" หร�อ "I”


Na(g)+496 kJ----------------->Na+ (g) + e

........

.(3)

4. การเก�ดคืลอไรด)ไอออน คืลอร�นอะตอมีในส่ถ้านะก7าซร�บอ�เล&กตรอนกลายเป็#นคืลอไรด)ไอออนในส่ถ้านะก7าซ(Cl-

(g)) ขึ้��นน��คายพัลึ�งงานออกมีา 349 kJ/mol พัล�งงานที่��คืายออกมีาในขึ้��นน��เร�ยกว่�า อ�เลึคต่รอนอ�ฟฟ/น�ต่

หร-อส�มีพัรรคภาพัอ�เลึคต่รอน (Electron Affinity) ส่�ญล�กษณ) E หร�อ EA



Cl(g)+e- -----------------> Cl-(g)+349 kJ...........(4)

5. การเก�ดโซเด�ยมีคืลอไรด) โซเด�ยมีไอออนในส่ถ้านะก7าซ และคืลอไรด)ไอออนในส่ถ้านะก7าซรว่มีต�ว่ก�นด%ว่ยพั�นธะไอออน�กได%ผล�กโซเด�ยมีคืรอไรด) (NaCl(s)) ขึ้��นน��คายพัลึ�งงานออกมีา 787 kJ/mol พัล�งงานที่��คืายออกมีาในขึ้��นน��เร�ยกว่�า พัลึ�งงานแลึคท�ซ หร-อพัลึ�งงานโครงร างผลึ�ก (Lattic Energy) ส่�ญล�กษณ) U หร�อ Ec



Na+(g) + Cl-(g) ---------------------->NaCl(s)+787 kJ.........(5)

การเป็ล��ยนพัล�งงานในแต�ละขึ้��นตอน เขึ้�ยนแที่นด%ว่ย H ล/าด�บต�างๆ พัล�งงานรว่มีขึ้องป็ฏิ�ก�ร�ยาเขึ้�ยนแที่นด%ว่ย Hf

เคร-$องหมีาย + แทนการดี"ดีพัลึ�งงาน และ เคร-$องหมีาย แทนการคายพัลึ�งงาน –



เมี��อเอาส่มีการ (1)+(2)+(3)+(4)+(5) จะได%ส่มีการรว่มีหร�อป็ฏิ�ก�ร�ยารว่มีด�งน��

Cl

107 + 122 + 496 – 349 – 787 = -411ดี"ดี ดี"ดี ดี"ดี คาย คาย

ได%ส่มีการรว่มีหร�อป็ฏิ�ก�ร�ยารว่มีเป็#น

การลึะลึายของสารประกอบไอออน�ก


ส่ารป็ระกอบไอออน�กบางช่น�ดจะละลายน/�าและไมี�ละลายน/�า การที่��

ส่ารป็ระกอบไอออน�กละลายน/�าได%น��น เน��องจาก แรงดี�งดี"ดีระหว่ างโมีเลึก!ลึของน12าก�บไอออนมี�คื�ามีากกว่�าแรงย�ดีเหน$ยว่

ระหว่ างไอออนบว่กก�บไอออนลึบ เช่�น การละลายน/�าขึ้องโซเด�ยมีคืลอไรด) (NaCl)

ในการละลายน/�าขึ้องส่ารป็ระกอบไอออน�ก จะมี�ขึ้� �นย�อยๆขึ้องการ

เป็ล��ยนแป็ลง 2 ขึ้��นตอน ด�งน��


ข�2นท$ 1 ผล�กขึ้องส่ารป็ระกอบไอออน�กส่ลายต�ว่ออกเป็#นไอออนบว่กและลบในภาว่ะก7าซ ขึ้��นน��ต%องใช่%พัล�งงานเพั��อส่ลายผล�ก พัล�งงานน��เร�ยกว่�า พัลึ�งงานโครงร างผลึ�ก ( latece

energy ) , E1

ข�2นท$ 2 ไอออนบว่กและไอออนลบในภาว่ะก7าซรว่มีต�ว่ก�บน/�า ขึ้� �นน��มี�การคืายพัล�งงาน พัล�งงานที่��คืายออกมีาเร�ยกว่�า พัลึ�งงาน

ไฮเดีรชั่�น (Hydration energy ) , E2

พัลึ�งงานของการลึะลึาย ( E) มี�คื�า =E1 + E2 พัล�งงานขึ้องการละลายพั�จารณาจากพัล�งงานโคืรงร�างผล�ก ( E1) และพัล�งงานไฮเดรช่�น ( E2 ) ด�งน��


1 .ถ้%าคื�า E< 0 ( E1 < E2 ) การละลายจะเป็#นแบบ คายพัลึ�งงาน2. ถ้%าคื�า E > 0 ( E1 > E2 ) การละลายจะเป็#นแบบ ดี"ดีพัลึ�งงาน

3. ถ้%า E = 0 ( E1 = E2 ) การละลายจะไมี�คืายพัล�งงาน4. ถ้%า พัล�งงานโคืรงร�างผล�กมี�คื�ามีากกว่�าพัล�งงานไฮเดรช่�นมีากๆ

( E1 >>>> E2 ) จะไมี�ละลายน/�า

สภาพัการลึะลึายไดี�ของสาร (solubility)


เป็#นคืว่ามีส่ามีารถ้ขึ้องส่ารที่��จะละลายในส่ารอ��นจนเป็#นสารลึะลึายอ�$มีต่�ว่ ส่ภาพัการละลายได%ส่�ว่นใหญ� หมีายถ้�ง การละลายขึ้องส่ารในน/�า ส่ามีารถ้

บอกได% 3 ระด�บ ด�งน��


1. ลึะลึายไดี�ดี หมีายถ้�ง ละลายได%มีากกว่ า 10

กร�มีต�อน/�า 1000, cm3 ที่�� 25oC 2. ลึะลึายไดี�เลึ3กน�อย หมีายถ้�ง ละลายได% - 1 10

กร�มีต�อน/�า 1000, cm3 ที่�� 25oC 3. ไมี ลึะลึายน12า หมีายถ้�ง ละลายได%น�อยกว่ า 10

กร�มีต�อน/�า 1000, cm3 ที่�� 25oC

สภาพัการลึะลึายไดี�ของสาร (solubility)(ต่ อ)

การค1านว่ณการลึะลึายของสาร


ส่.ตรที่��ใช่% Q = mcΔt

ก1าหนดีให� Q = ป็ร�มีาณคืว่ามีร%อน (จ.ล) m = น/�าหน�กขึ้องน/�า (กร�มี) c = คืว่ามีจ1คืว่ามีร%อนขึ้องน/�า = 1 แคืลอร�/กร�มี หร�อ 42. จ.ล / กร�มี องศูาเซลเซ�ยส่) Δt = อ1ณหภ.มี�ที่��เป็ล��ยนแป็ลง (องศูาเซลเซ�ยส่)


ต่�ว่อย างท$ 1 การค1านว่ณการลึะลึายของสาร

ต่�ว่อย างท$ 2 การค1านว่ณการลึะลึายของสาร


ถ้%าที่/าให%โซเด�ยมีคืลอไรด)จ/านว่น 1 โมีล ละลายในน/�า 1ล�ตร

1000( , กร�มี ) อ1ณหภ.มี�จะเป็ล��ยนแป็ลงอย�างไร ถ้%าคืว่ามีร%อนจ/าเพัาะขึ้อง

น/�าคื�อ 1 cal/g หร�อ 42. J/g และพัล�งงานขึ้องการละลายเป็#นด�ง

ส่มีการ NaCl(s) → Na+(aq) + Cl-(aq) ; ΔHsol =

+18 kJ/mol

ว่�ธท1า


Q (ป็ร�มีาณคืว่ามีร%อน 18) = kJ = 18 x

1,000 J = 18,000

J m (น/�าหน�กขึ้องน/�า 1 000

กร�มี c (คืว่ามีจ1คืว่ามีร%อนขึ้องน/�า 42) = .

จ.ล/กร�มี

ส่ารป็ระกอบไอออน�กที่��ละลายน/�า

และไมี�ละลายน/�า


สมีบ�ต่�คว่ามีเป%นไอออน�ก (คว่ามีแรง )พั�จารณาจากค า EN ในโมีเลึก!ลึ ดี�งน2


1. ถ้%า EN ต่ างก�นมีาก จะเป็#นไอออน�กมีาก 2. ถ้%า EN ต่ างก�นน�อย จะเป็#นโคเว่เลึนต่� 3. ถ้%า EN เท าก�น จะเป็#นโคเว่เลึนต่� 100%

เร�ยงล/าด�บคืว่ามีเป็#นไอออน�กขึ้องส่ารป็ระกอบ ได%ด�งน��

พั�นธะโลึหะ (Metallic Bond)


พั�นธะโลหะ คื�อ แรงด�งด.ดระหว่�างไอออนบว่กที่��เร�ยงช่�ดก�นก�บอ�เล&กตรอนที่��ล%อมีรอบ หร�อ แรงย�ดเหน��ยว่ที่��เก�ด

จากอะตอมีในก%อนโลหะใช่% VE. ที่��งก%อนร�ว่มีก�น

ทะเลึอ�เลึ3กต่รอน

***สมีบ�ต่�ของโลึหะ


1. เป็#นต�ว่น/าไฟฟ<าได%ด� 2. น/าคืว่ามีร%อนได%ด� 3. ต�เป็#นแผ�นหร�อด�งออกเป็#นเส่%นได% 4. ผ�ว่มี�นว่าว่ 5. จ1ดเด�อด จ1ดหลอมีเหลว่ส่.ง

ส�2นส!ดีการน1าเสนอ


พันธะเคมี part ionic bonds

Education