1

เฉลยแบบฝกหดทายบทท 4 พนธะเคม

1. จงอธบายความแตกตางระหวางพนธะไอออนกและพนธะโควาเลนต พนธะไอออนก เปนแรงยดเหนยวระหวางไอออนบวก และไอออนลบ ของธาตทมคา electronegativity ตางกนมาก แรงทใชนเปนเกดจากแรงดงดดทางไฟฟา พนธะโควาเลนต เปนแรงยดเหนยวระหวางธาตทมคา electronegativity ใกลเคยงกน โดยทอะตอมทเกดพนธะจะใชเวเลนซอเลกตรอนรวมกน

2. พนธะในโมเลกลตอไปนเปนพนธะชนดใด (พนธะไอออนก พนธะโควาเลนตแบบไมมขว พนธะโควาเลนตแบบมขว) 2.1 CH2Cl2 พนธะโควาเลนตแบบมขว และโมเลกลมขว 2.2 CH4 พนธะโควาเลนตแบบมขว แตโมเลกลไมมขว 2.3 KCl พนธะไอออนก ประจ 2.4 HCl พนธะโควาเลนตแบบมขว และโมเลกลมขว 2.5 CaF2 พนธะไอออนก ประจ 2.6 FeCl3 พนธะไอออนก ประจ 2.7 SO2 พนธะโควาเลนตแบบมขว และโมเลกลมขว 2.8 BeH2 พนธะโควาเลนตแบบมขว แตโมเลกลไมมขว

3. เมออะตอมสองอะตอมทมคาอเลกโทรเนกาตวตตางกนเกดพนธะโควาเลนตอเลกตรอนจะมการ กระจายตวในพนธะอยางไร อเลกตรอนจะถกดงดดดวยอะตอมทมคาอเลกโทรเนกาตวตสงท าใหอะตอมนมสภาพขวเปนลบ และอกอะตอมหนงของพนธะจะมความหนาแนนของอเลกตรอนนอยจงสภาพขวเปนบวก

4. จงค านวณการเปลยนแปลงพลงงานของปฏกรยาตอไปน (ใชขอมลพลงงานพนธะจากเอกสารค าสอนหรอหนงสอเคมทวไป) 4.1 CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (g)

Δ H = ∑ D สารตงตน - ∑ D ผลตภณฑ

∑ D สารตงตน = 4D(C-H) + 2D(O=O) = (4x414) + (2x498) = 2652 kJ/mol

∑ D ผลตภณฑ = 2D(C=O) + 2(2D(O-H)) = (2x736) + (4x464) = 3328 kJ/mol

Δ H = 2652-3328 = - 676 kJ/mol คายพลงงาน = 676 kJ/mol

2

3

4

5

6

7

He2+ มโครงแบบอเลกตรอนในโมเลกลคอ (1s)

2 (*1s)1

อนดบพนธะคอ ½ (2-1) = ½ ไมเสถยร

He22+ มโครงแบบอเลกตรอนในโมเลกลคอ (1s)

2 อนดบพนธะคอ ½ (2-0) = 1 เสถยร

11. จงเขยนแผนภาพพลงงานของ C2, C22-, และ C2

2+ และค านวณหาอนดบพนธะ เปรยบเทยบ ความยาวพนธะ และพลงงานพนธะระหวางโมเลกลหรอไอออน รวมทงสมบตการเปนแมเหลก ของโมเลกลหรอไอออน C2 เวเลนซอเลกตรอน = 8

หรอมการจดเรยงอเลกตรอนคอ

(2s)2 (*2s)

2 (2py)2 (2pz)

2 อนดบพนธะ = ½ (6-2) = 2 ไมมสมบตเปนแมเหลก (ไดอะแมกเนตก)

C C2 C

C2

2- เวเลนซอเลกตรอน = 10

หรอมการจดเรยงอเลกตรอนคอ

(2s)2 (*2s)

2 (2py)2 (2pz)

2 (2px)2

อนดบพนธะ = ½ (8-2) = 3 ไมมสมบตเปนแมเหลก (ไดอะแมกเนตก) C- C2

2- C-

8

C22+ เวเลนซอเลกตรอน = 6

หรอมการจดเรยงอเลกตรอนคอ

(2s)2 (*2s)

2 (2py)1 (2pz)

1 อนดบพนธะ = ½ (4-2) = 1 มสมบตเปนแมเหลก (พาราแมกเนตก) C+ C2

2+ C+ ล าดบความยาวพนธะคอ C2

2- < C2 < C22+

ล าดบพลงงานพนธะ คอ C22- > C2 > C2

2+ 12. จงเขยนแผนภาพพลงงานของ O2, O2

-, O22- และ O2

+ และค านวณหาอนดบพนธะ เปรยบเทยบความยาว พนธะและพลงงานพนธะระหวางโมเลกลหรอไอออน รวมทงสมบตการเปนแมเหลกของโมเลกลหรอไอออน O2 เวเลนซอเลกตรอน = 12

O O2 O

หรอมการจดเรยงอเลกตรอนคอ (2s)2 (*2s)

2 (2p)2 (2py)

2 (2pz)2 (*2py)

1 (*2pz)1

อนดบพนธะ = ½ (8-4) = 2 มสมบตเปนแมเหลก (พาราแมกเนตก)

9

O2- เวเลนซอเลกตรอน = 13

O- O2

- O

หรอมการจดเรยงอเลกตรอนคอ (2s)2 (*2s)

2 (2p)2 (2py)

2 (2pz)2 (*2py)

2 (*2pz)1

อนดบพนธะ = ½ (8-5) = 1 ½ มสมบตเปนแมเหลก (พาราแมกเนตก) O2

2- เวเลนซอเลกตรอน = 14

O- O22- O-

หรอมการจดเรยงอเลกตรอนคอ (2s)2 (*2s)

2 (2p)2 (2py)

2 (2pz)2 (*2py)

2 (*2pz)2

อนดบพนธะ = ½ (8-6) = 1 ไมมสมบตเปนแมเหลก (ไดอะแมกเนตก)

10

O2+ เวเลนซอเลกตรอน = 11

O O2

+ O+

หรอมการจดเรยงอเลกตรอนคอ (2s)2 (*2s)

2 (2p)2 (2py)

2 (2pz)2 (*2py)

1 อนดบพนธะ = ½ (8-3) = 2 ½ มสมบตเปนแมเหลก (พาราแมกเนเตก)

13. ถาระดบพลงงานของโมเลกลารออรบทลของ CO+ และ CN- เปนแบบ 2p มพลงงานต ากวา 2p จงเขยนแผนภาพพลงงาน โครงแบบอเลกตรอนในโมเลกลทงสอง หาอนดบพนธะและสมบตทางแมเหลก CO+ เวเลนซอเลกตรอน = 9

C CO+ O+

มการจดเรยงอเลกตรอนคอ (2s)2 (*2s)

2 (2py)2 (2pz)

2 (2p)1

อนดบพนธะ = ½ (7-2) = 2 ½ มสมบตเปนแมเหลก (พาราแมกเนเตก)

11

CN- เวเลนซอเลกตรอน = 10

C CN- N-

มการจดเรยงอเลกตรอนคอ (2s)2 (*2s)

2 (2py)2 (2pz)

2 (2p)2

อนดบพนธะ = ½ (8-2) = 3 ไมมสมบตเปนแมเหลก (ไดอะแมกเนเตก)

14. จงแสดงการเกดและรปรางของโมเลกลารออรบทลของ 2p และ 2p

12

15. จงท านายรปรางโมเลกล และมมพนธะ ตามทฤษฎ VSEPR และท านายการเกดไฮบรไดเซชนของอะตอมกลาง ของโมเลกลหรอไอออนตอไปน

15.1 CCl4 AX4 ทรงสหนา มมพนธะกาง 109.5 คารบอนใช sp3 hybrid orbital

15.2 XeF2 AX2E3เสนตรง มมพนธะกาง 180 ซนอนใช sp3d hybrid orbital

15.3 BrF5 AX5E ไมกระดานหก มมพนธะนอยกวา 120 และ มมพนธะนอยกวา 90 โบรมนใช sp3d2 hybrid orbital

15.4 [lO3]- AX3E ปรามดฐานสามเหลยม มมพนธะกางนอยกวา 109.5 ไอโอดนใช sp3

hybrid orbital

15.5 CHCl3 AX4 ทรงสหนา มมพนธะกางประมาณ 109.5 คารบอนใช sp3 hybrid orbital

15.6 XeF4 AX4E2 สเหลยมในระนาบ มมพนธะกาง 90 ซนอนใช sp3d2 hybrid orbital 16. จงท านายวา สารตอไปนมขวหรอไม

16.1 PF3 เปนโมเลกลมขว ขวบวกท P และขวลบท F 16.2 PF5 เปนโมเลกลไมมขว เพราะผลรวมสภาพขวเทากบศนย 16.3 SF6 เปนโมเลกลไมมขว เพราะผลรวมสภาพขวเทากบศนย 16.4 BCl3 เปนโมเลกลไมมขว เพราะผลรวมสภาพขวเทากบศนย 16.5 CHCl3 เปนโมเลกลมขว ขวบวกท H และขวลบท Cl 16.6 XeF4 เปนโมเลกลไมมขว เพราะผลรวมสภาพขวเทากบศนย

17. จงใหเหตผลวา ท าไม PF3 และ PF5 จงมสภาพขวของโมเลกล แตกตางกน PF3 เปนโมเลกลมขว ขวบวกท P และขวลบท F รปรางโมเลกลเปนพระมด

ฐานสามเหลยมและมอเลกตรอนทไมไดสรางพนธะหนงค PF5 เปนโมเลกลไมมขว เนองจากรปรางโมเลกลเปนพระมดคฐานสามเหลยม

ผลรวมสภาพขวของโมเลกลเทากบศนย 18. Chlorofluorocarbon เปนสารทใชในเครองท าความเยนมากวา 50 ป แตปจจบนถกหามใชแลว

เนองจากสารนท าปฏกรยากบโอโซน และลดปรมาณของโอโซนในชนบรรยากาศ สตรโมเลกลคอ CF2Cl2 สตรโครงสรางลวอส ของสารนเปนอยางไร

: F F : C : Cl Cl :

. . . .

. .

. . . . . .

. .

. .

13

19. จงใชทฤษฎแถบพลงงานอธบายความแตกตางระหวางสารทมสมบตเปนตวน า กงตวน า และฉนวน

สารตวน า มอเลกตรอนบรรจในแถบเวเลนซไมเตม เมอไดรบกระแสไฟฟาหรอความรอน จงท าใหอเลกตรอนนนถกกระตนไปยงแถบเวเลนซทวางอยได จงเกดการน าไฟฟาและความรอน เชน พวกโลหะ

สารกงตวน า มอเลกตรอนบรรจในแถบเวเลนซเตม และชองวางของแถบการน าไฟฟากบ แถบเวเลนซไมตางกนมากนก เมอสารกลมนไดรบกระแสไฟฟาหรอความรอนจงท าใหอเลกตรอน นนถกกระตนไปยงแถบการน าไฟฟาทวางอยได จงเกดการน าไฟฟาและความรอน

สารฉนวน มอเลกตรอนบรรจในแถบเวเลนซเตม ชองวางของแถบการน าไฟฟากบ แถบเวเลนซแตกตางกนมากนก เมอสารกลมนไดรบกระแสไฟฟาหรอความรอนท าใหอเลกตรอนท ถกกระตนไมสามารถไปยงแถบการน าไฟฟา จงไมน าไฟฟาและความรอน

20. จงใหเหตผลวา ท าไมสารคตอไปนจงมจดเดอดแตกตางกน

20.1 จดเดอดของ HCl = -85 C , HF = 20 C เนองจาก HCl มแรงยดระหวางโมเลกลคอ แรงแวนเดอรวาลว และ dipole-dipole

interaction แต HF มแรงยดระหวางโมเลกลคอ แรงแวนเดอรวาลว dipole-dipole interaction และพนธะไฮโดรเจน

20.2 จดเดอดของ H2O = 100 C , H2S = -60 C H2O มแรงยดระหวางโมเลกลคอ แรงแวนเดอรวาลว dipole-dipole interaction

และพนธะไฮโดรเจน แต H2S มแรงยดระหวางโมเลกลคอ แรงแวนเดอรวาลว และ dipole-dipole interaction