แรงยึ�ดเหนี่�ยึวของแรงยึ�ดเหนี่�ยึวของสารประกอบโควาเลนี่สารประกอบโควาเลนี่

ต์�ต์�

แรงยึ�ดเหนี่�ยึว- แรงยึ�ดเหนี่�ยึวระหว�างอะต์อม (ภายึในี่โมเลก ล)- แรงยึ�ดเหนี่�ยึวระหว�างโมเลก ล

แรงยึ�ดเหนี่�ยึวภายึในี่โมเลก ล

พั"นี่ธะโคเวเลนี่ต์� พั"นี่ธะโลหะ พั"นี่ธะไอออนี่%กแรงยึ�ดเหนี่�ยึวระหว�างโมเลก ล

แรงแวนี่เดอร�วาลส� พั"นี่ธะไฮโดรเจนี่ - แรงลอนี่ดอนี่ - แรงระหว�างข"(ว

แรงแวนเดอรวาลส์ (van de Waals Attraction) แรงแวนเดอรวาลส์คื�อแรงยึ�ดเหน��ยึวระหว�างโมเลกุ�ลแบบอ�อน อาจแบ�ง

ออกุได�เป็ น แรงที่��เกุ"ดจากุกุารกุระที่#าระหว�าง

โมเลกุ�ลแบบม�ขั้%&วซึ่��งม�ไดโพลแบบถาวร (permanent dipole) เร�ยึกุว�า dipole-dipole interaction

แรงที่��เกุ"ดระหว�างโมเลกุ�ลที่��ม�ขั้% &วและโมเลกุ�ลอ��นที่��ไม�ม�ขั้% &วแต่�ถ+กุเหน��ยึวน#าให�ม�ขั้% &วขั้�&น เร�ยึกุว�า dipole-induced dipole interaction

แรงระหว�างโมเลกุ�ลที่��ไม�ม�ขั้% &วด�วยึกุ%น เป็ นแรงระหว�างขั้%&วแบบเหน��ยึว-น#า (induced dipole ) หร�อขั้%&วแบบชั่%�วคืราว (temporary fluctuation dipole) ม�ชั่��อเร�ยึกุเฉพาะว�า แรงลอนี่ดอนี่(London Force)

แรงลอนดอน (London force)

โมเลกุ�ลชั่น"ดไม�ม�ขั้%&วเม��ออยึ+�ใกุล�กุ%นจะชั่นกุ%นม�ผลที่#าให�โมเลกุ�ลม�ขั้%&วขั้�&นมาชั่%�วคืราว และโมเลกุ�ลที่��ม�ขั้% &วขั้�&นมาชั่%�วคืราวจะเหน��ยึวน#าให�โมเลกุ�ลที่��ไม�ม�ขั้% &วที่��อยึ+�ใกุล�กุ%นม�ขั้%&วขั้�&นมา โดยึกุารเหน��ยึวน#าให�ม�อ#านาจไฟฟ2าต่รงกุ%นและเกุ"ดแรงด�งด+ดกุ%นขั้�&นมา เร�ยึกุว�า “แรงลอนดอน”

+ -

+ - + +- -

แรงด�งด)ดระหว�างโมเลก ลที่�ไม�มข"(ว เรยึกว�าแรงลอนี่ดอนี่ หร+อแรงแผ่�กระจายึ- แรงแผ่�กระจายึจะเพั%�มข�(นี่ต์ามขนี่าดของโมเลก ล (นี่-(าหนี่"กโมเลก ล)- แรงแผ่�กระจายึจะข�(นี่อยึ)�ก"บการจ"ดเรยึงต์"วของโมเลก ล

- จ ดหลอมเหลวและจ ดเด+อดของโมเลก ลชนี่%ดไม�มข"(วแปรต์ามแรงลอนี่ดอนี่ เช�นี่ CO2(MW = 44) และ CCl4(MW = 154) ที่"(งค)�จ"ดเป/นี่โมเลก ลชนี่%ดไม�ม ข"(ว จ ดเด+อดจ ดหลอมเหลวของ CCl4 จ�งส)งกว�า

* จะเห0นี่แรงลอนี่ดอนี่ได1ช"ดในี่พัวกแก2ซเฉื่+�อยึ จ ดเด+อด : He < Ne < Ar < Kr < Xe < Rn แรงลอนี่ดอนี่และขนี่าดอะต์อม: He < Ne < Ar < Kr < Xe < Rn

แรงระหว�างขั้%&ว (dipole-dipole interaction)

* อะต์อมหร+อโมเลก ลที่�มขนี่าดใหญ่�จะมความสามารถในี่การเก%ดเป/นี่โมเลก ลมข"(วส)งกว�าโมเลก ลขนี่าดเล0ก•แรงระหว�างข"(วแปรต์ามมวลโมเลก ล และขนี่าดโมเลก ล•โมเลก ลที่�มมวลโมเลก ลใกล1เคยึงก"นี่ โมเลก ลมข"(วจะมจ ดเด+อดส)งกว�าโมเลก ลไม�มข"(ว

เม��อโมเลกุ�ลโคืวาเลนต่ชั่น"ดม�ขั้%&วอยึ+�ใกุล�กุ%นและชั่นกุ%น ม�ผลที่#าให�โมเลกุ�ลม�ขั้%&วเพ"�มมากุขั้�&น และไป็เหน��ยึวน#าให�โมเลกุ�ลชั่น"ดม�ขั้%&วน�อยึให�ม�ขั้%&วเพ"�มขั้�&นพร�อมกุ%บด�งด+ดกุ%น นอกุจากุน�&ยึ%งม�แรงลอนดอนด�วยึ เน��องจากุม�กุารด�งด+ดขั้องอ#านาจไฟฟ2าชั่น"ดต่�างกุ%น

เป็ นแรงระหว�างโมเลกุ�ลแบบม�ขั้%&วแต่�เกุ"ดระหว�างโมเลกุ�ลซึ่��งป็ระกุอบด�วยึ H และ อะต่อมอ��นที่��ม�คื�า EN ส์+งมากุ ๆ และม�ขั้นาดเล4กุ เชั่�น F O หร�อ N ที่#าให�โมเลกุ�ลม�ส์ภาพขั้%&วส์+งกุว�าโมเลกุ�ลป็กุต่" แรงยึ�ดเหน��ยึวน�& ม�คื�ามากุกุว�าแรงที่��เกุ"ดจากุ dipole-dipole interaction ส์�งผลให�ส์ารที่��ม�พ%นธะไฮโดรเจนม�จ�ดเด�อดและจ�ดหลอมเหลวส์+งกุว�าป็กุต่"

Boiling Point (°C) H2O 100.0 HF 19.5

NH3 -33.3 H2S -60.7

HCl -85.1 CH4 -161.6 Hydrogen bond

–

–

–

–

–

พ%นธะไฮโดรเจน (Hydrogen bond)

พั"นี่ธะไฮโดรเจนี่ม"กเก%ดก"บโมเลก ลที่�ม H atom เกาะ

ก"บ atom ที่�มค�า EN ส)งๆ และ atom นี่"(นี่ม e- ค)�โดดเด�ยึวเหล+ออยึ)� เช�นี่

EN 2.1(H) 4.0(F)HF ม bp = 19.4 oC

H O....

HH O..

..

H....H OH

..

H O..H

H F.... ..H F.... ..

..

HF.. ..

EN 2.1(H) 3.5(O)H2O ม bp = 100oC

พ%นธะไฮโดรเจน เป็ นแรงยึ�ดเหน��ยึวระหว�างโมเลกุ�ลม�ขั้% &วด�วยึกุ%น เป็ นแรงยึ�ดเหน��ยึวระหว�างโมเลกุ�ลที่��ม� H กุ%บอะต่อมอ��นที่��ม� EN ส์+ง

เชั่�น H2O, HF, NH3, CH3OH, C2H5OH

ส์ารป็ระกุอบไฮโดรเจน กุ%บหม+� 4 5 6 7 เชั่�น CH4 SiH4 GeH4 SnH4

จะม�จ�ดเด�อดส์+งขั้�&น ต่ามมวลโมเลกุ�ล แรงยึ�ดเหน��ยึวเป็ นแรงลอนดอนอยึ�างเด�ยึว

Bo

ilin

g p

oin

t (o

C)

The evidence for hydrogen bonding

การเพั%�มข�(นี่ของจ ดเด+อดในี่สารจ-าพัวกไฮไดรด� (Hydrides) ของสารในี่กล �ม 4 นี่"(นี่ เนี่+�องมาจากโมเลก ลมขนี่าดใหญ่�ข�(นี่

จ�งมแรงแผ่�กระจายึมากข�(นี่แต์�สารเหล�านี่( ไม�มพั"นี่ธะไฮโดรเจนี่เก%ดระหว�างโมเลก ล

จ ดเด+อดจ�งต์-�ามาก ๆ เม+�อเที่ยึบก"บนี่-(า (H2O)

“Group 4”

Bo

ilin

g p

oin

t (o

C)

The hydrides of elements in Groups 5, 6 and 7 N, O, F

powerful intermolecular forces are described as hydrogen bonds. H2O, HF, NH3

ขั้�อคืวรที่ราบ

โมเลกุ�ลโคืวาเลนต่ที่��ม�มวลโมเลกุ�ลใกุล�เคื�ยึงกุ%น พบว�า

จ�ดเด�อดและจ�ดหลอมเหลว : โมเลกุ�ลที่��ม�พ%นธะไฮโดรเจน > โมเลกุ�ลที่��ม�ขั้% &ว

> โมเลกุ�ลที่��ไม�ม�ขั้% &ว

ต์"วอยึ�าง จงเรยึงล-าด"บจ ดเด+อดของสารต์�อไปนี่(

H2S, H2O, CH4, H2, KBr จากโจที่ยึ� KBr เป/นี่ของแข0งที่�มพั"นี่ธะไอออนี่%ก จะม

จ ดเด+อดส)งที่�ส ด นี่-(า (H2O) มพั"นี่ธะไฮโดรเจนี่ด1วยึ จ�งมจ ดเด+อดค�อนี่ข1างส)ง H2S เป/นี่สารที่�มแรงกระที่-าแบบโพัลาร�โควาเลนี่ต์�อยึ)�ด1วยึ

จ�งมจ ดเด+อดส)งรองลงมา ที่"(ง CH4 และ H2 เป/นี่แก2สแบบ non polar โดยึที่� CH4

มโมเลก ลใหญ่�กว�า จะที่-าให1เก%ดข"(วได1ง�ายึกว�า H2 จ�งมจ ดเด+อดส)งกว�า

โดยึสร ป จ ดเด+อดของสารเรยึงจากต์-�าไปหาส)งได1ด"งนี่( H

2 < CH4 < H2S < H2O < KBr

สภาพัข"(วการบอกสภาพัข"(ว - พั"นี่ธะ (พั"นี่ธะมข"(ว พั"นี่ธะไม�มข"(ว)

- โมเลก ล (โมเลก ลมข"(ว โมเลก ลไม�มข"(ว)

อาศั"ยึผ่ลต์�างของ EN (EN)

H HEN2.1 2.1

EN = 0

พั"นี่ธะไม�มข"(ว โมเลก ลไม�มข"(ว

1 . โมเลก ลที่�ประกอบด1วยึอะต์อมของธาต์ เดยึวก"นี่

2 . โมเลก ลที่�ประกอบด1วยึอะต์อมของธาต์ ต์�างชนี่%ดก"นี่

H ClEN2.1 3.2

EN = 1.1

พั"นี่ธะมข"(ว โมเลก ลมข"(ว

3 . โมเลก ลที่�อะต์อมกลางมการใช1อ%เล0กต์รอนี่วงนี่อกที่"(งหมดในี่ การสร1างพั"นี่ธะ

C OEN3.5 2.5 3.5พั"นี่ธะมข"(ว แต์�เป/นี่โมเลก ลไม�มข"(ว

O2+1- 1-

CC

H

H

Cl

ClEN 2.1 2.5 3.2

พั"นี่ธะมข"(ว โมเลก ลมข"(ว

4 . โมเลก ลที่�อะต์อมกลางมอ%เล0กต์รอนี่ค)�โดดเด�ยึวเหล+ออยึ)�

OH H

EN 2.1 3.5 2.1

.... พั"นี่ธะมข"(ว โมเลก ลมข"(ว

กุารพ"จารณาขั้%&วพ%นธะและขั้%&วโมเลกุ�ล

ขั้%&วพ%นธะ พ%นธะที่��เกุ"ดจากุอะต่อมที่��ม�คื�าส์ภาพไฟฟ2าลบต่�างกุ%น เป็ นพ%นธะม�ขั้% &ว

ขั้%&วโมเลกุ�ล พ"จารณาจากุขั้%&วขั้องพ%นธะแต่�ละขั้%&วเส์�ยึกุ�อน และหาแรงล%พธ ถ�าห%กุล�างกุ%นหมด จะเป็ นไม�ม�ขั้% &ว เชั่�น BCl3(ไม�ม�ขั้% &ว ) BeF2 CO2

โมเลกุ�ลที่��ม�อ"เล4กุต่รอนโดดเด��ยึวเป็ นโมเลกุ�ลที่��ม�ขั้% &วCCl4? CHCl3? CH4? PH3? NH3? HCl? Cl2O?

ขั้�&นกุ%บคื�าส์ภาพไฟฟ2าลบขั้องอะต่อมที่%&งส์อง ถ�าอะต่อมคื+�ส์ร�างพ%นธะม�คื�าส์ภาพไฟฟ2าลบต่�างกุ%นมากุ คืวามม�ขั้%&วขั้องพ%นธะจะมากุ

ผลขั้องคื�า EN ต่�อม�มพ%นธะ* คื�า EN ขั้องอะต่อมป็ลายึ (EN มากุ ม�มแคืบ)

คื�า EN ขั้องอะต่อมกุลาง (EN มากุ ม�มกุว�าง)

AX3PI3 PBr3 PCl3 PF3

EN(X) 2.66 2.96 3.16 3.98

angle 102.0 101.5 100.3 97.8

AX3AsH3 PH3 NH3

EN(A) 2.17 2.19 3.04

angle 91.6 93.8 107.0

AX

X

X

# ส์ารโคืวาเลนต่ที่��ม�มวลโมเลกุ�ลใกุล�เคื�ยึงกุ%น ส์ารที่��โมเลกุ�ลม�ขั้% &วจะม�จ�ดเด�อดและจ�ดหลอมเหลวส์+งกุว�าส์ารที่��ไม�ม�ขั้% &ว เพราะพวกุที่��โมเลกุ�ลม�ขั้% &วแรงยึ�ดเหน��ยึวระหว�างโมเลกุ�ลม�คื�ามากุกุว�าโมเลกุ�ลไม�ม�ขั้% &ว จ�งใชั่�พล%งงานส์ลายึแรงยึ�ดเหน��ยึวระหว�างโมเลกุ�ลม�ขั้% &วส์+งกุว�าที่��ไม�ม�ขั้% &ว

พั"นี่ธะโควาเลนี่ต์�ก"บโครงผ่ล�กร�างต์าข�ายึโดยึที่%�วไป็พวกุโคืวาเลนต่จะม�จ�ดหลอมเหลว จ�ดเด�อดต่#�า ไม�น#า ไฟฟ2า แต่�พบว�าม�บางชั่น"ดน#า ไฟฟ2าได� จ�ดหลอมเหลว จ�ดเด�อดส์+ง เชั่�น เพชั่ร กุราไฟต่ ซึ่"ล"กุอนคืารไบต่ ซึ่"ล"กุอนไดออกุไซึ่ด เป็ นต่�น

กราไฟต์� 1. คืารบอนแต่�ละอะต่อมจ%บกุ%บอะต่อมอ��น 3 ต่%ว 2 . ม�อ"เล4กุต่รอนเหล�อ 1 ต่%ว น#า ไฟฟ2าได� (ที่"ศขั้นาน

กุ%บชั่%&น) 3. คืวามยึาวพ%นธะ 140 pm. 4. ระยึะห�างระหว�างชั่%&น 340 pm. 5 . . .MP BP ส์+ง

เพัชร 1. คืารบอนแต่�ละอะต่อมจ%บกุ%บ

อะต่อมอ��น 4 ต่%ว 2 . ไม�ม�อ"เล4กุต่รอนเหล�อ 3 . คืวามยึาวพ%นธะ 154

. 4. ไม�ม�ระยึะระหว�างชั่%&น 5 . . .MP BP ส์+ง

เพชั่รไม�น#าไฟฟ2าเพราะ?Valence e- ถ+กุใชั่�ไป็ในกุารส์ร�างพ%นธะที่%&งหมด ไม�ม� e- เคืล��อนที่��ได�อยึ�างอ"ส์ระ

พั"นี่ธะโลหะ ค+อ แรงด�งด)ดระหว�างไอออนี่บวกที่�เรยึงช%ดก"นี่ก"บอ%เล0กต์รอนี่ที่�อยึ)�โดยึรอบ เป/นี่แรงยึ�ดเหนี่�ยึวระหว�างอะต์อมต์�างๆ ที่�เก%ดข�(นี่ภายึในี่ก1อนี่ของโลหะ โดยึที่�อะต์อมต์�างๆในี่ก1อนี่โลหะที่"(งหมด ใช1 valence e- ร�วมก"นี่

แบบจ-าลองที่ะเลอ%เล0กต์รอนี่ (electron sea model)

แบบจ-าลองที่ะเลอ%เล0กต์รอนี่ (electron sea model)

ที่-าไมอ%เล0กต์รอนี่ของโลหะถ�งเคล+�อนี่ที่�ได1ต์ลอดเวลา?

โลหะมค�าพัล"งงานี่ไอออไนี่เซซ"นี่ที่�ต์-�า ด"งนี่"(นี่จ�งยึ�ดอ%เล0กต์รอนี่ วงนี่อกส ดไว1อยึ�างหลวมๆ ที่-าให1อ%เล0กต์รอนี่เหล�านี่(เคล+�อนี่ที่�ไปมา รอบๆโลหะต์ลอดเวลา อ%เล0กต์รอนี่เหล�านี่(ที่-าหนี่1าที่�คล1ายึกาวที่�ช�วยึยึ�ดไอออนี่บวกให1อยึ)�ในี่ต์-าแหนี่�งที่�คงที่�  ไว1ด1วยึก"นี่อยึ�างแข0งแรง ความแข0งแรงของพั"นี่ธะโลหะข�(นี่อยึ)�ก"บจ-านี่วนี่อ%เล0กต์รอนี่ อ%สระและขนี่าดของไอออนี่บวก

พั"นี่ธะโลหะก"บสมบ"ต์%บางประการของโลหะ

1. นี่-าไฟฟ;าและความร1อนี่ได1ด การที่�อ%เล0กต์รอนี่สามารถเคล+�อนี่ที่�ไปมาในี่โลหะได1 ที่-าให1โลหะมค ณสมบ"ต์%เป/นี่ต์"วนี่-าความร1อนี่และไฟฟ;าที่�ด

พั"นี่ธะโลหะก"บสมบ"ต์%บางประการของโลหะ(ต์�อ)

2. สามารถต์เป/นี่แผ่�นี่หร+อด�งเป/นี่เส1นี่ได1

พั"นี่ธะโลหะก"บสมบ"ต์%บางประการของโลหะ (ต์�อ)

3. มผ่%วเป/นี่ม"นี่วาว ผ่%วหนี่1าของโลหะเป/นี่ม"นี่วาว เนี่+�องจากอ%เล0กต์รอนี่อยึ)�ไม�ประจ-าที่�และเคล+�อนี่ที่�ได1อยึ�างอ%สระจะสามารถด)ดกล+นี่ และกระจายึแสงได1 จ�งที่-าให1โลหะสามารถสะที่1อนี่แสงได1

แรงระหว�างโมเลกุ�ลคื�อแรงยึ�ดเหน��ยึวที่างไฟฟ2าระหว�างโมเลกุ�ลหร�อส์ารป็ระกุอบ Cohesive Force แรงยึ�ดเหน��ยึวระหว�างโมเลกุ�ลชั่น"ด

เด�ยึวกุ%น Adhesive Force แรงยึ�ดเหน��ยึวระหว�างโมเลกุ�ลที่��ต่�าง

กุ%น ชั่น"ดขั้องแรงระหว�างโมเลกุ�ลType of Intermolecular

Forcesrelative strength

Ionic bonds Ions 1000

Hydrogen bonds

Strong dipoles

100

Dipole-Dipole

Permanent dipoles

10

LondonInduced dipoles

1

แรงระหว�างโมเลกุ�ล (Intermolecular Force)