พันธะโคเวเลนต์

  • Category
    เคมี
  • Name
    พันธะโคเวเลนต์
  • Description
    พันธะโคเวเลนต์ (อังกฤษ: Covalent bond) คือพันธะเคมี ภายในโมเลกุลลักษณะหนึ่ง พันธะโคเวเลนต์เกิดจากอะตอมสองอะตอมใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนหนึ่งคู่หรือมากกว่าร่วมกัน ทำให้เกิดแรงดึงดูดที่รวมอะตอมเป็นโมเลกุลขึ้น อะตอมมักสร้างพันธะโคเวเลนต์เพื่อเติมวงโคจรอิเล็กตรอนรอบนอกสุดให้เต็ม ดังนั้น อะตอมที่สร้างพันธะโคเวเลนต์จึงมักมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนอยู่มาก เช่น ธาตุหมู่ VI และหมู่ VII เป็นต้น พันธะโคเวเลนต์แข็งแรงกว่าพันธะไฮโดรเจนและมีความแข็งแรงพอ ๆ กับพันธะไอออนิก
  • Created
    วันอาทิตย์, 07 กันยายน 2557
  • Group admin
    chem03
 
ห้องเรียน
คณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา
ค้นหา
  • loader
คลับ (Club) ล่าสุด
  • การค้นพบกฎและทฤษฎีทางฟิสิกส์ (Discovery Law and Theory of Physics)
    ฟิสิกส์เป็นการศึกษาปรากฎการณ์ทางธรรมชาติ โดยพยายามอธิบายปรากฎการณ์ต่างๆ โดยใช้กฎและทฤษฎีที่นักฟิสิกส์สร้างขึ้น กฎและทฤษฎีต่างๆ จะถูกพิสูจน์ด้วยการทดลอง การเข้าใจแนวคิดและที่มาของกฎและทฤษฎีเหล่านั้น จะทำให้เราเข้าใจธรรมชาติมากขึ้น และทำให้เราเข้าใจวิธีคิดของนักฟิสิกส์ด้วย...
  • ความหลากหลายทางชีวภาพ
    สิ่งมีชีวิตมีมากหมายหลายชนิดเเตกต่างกัน ดังนั้นการจัดลำดับสิ่งมีชีวิตในโลกของเราใช้หลักเกณฑ์ใดบ้างมาเรียนรู้กัน
  • What Companies Bangalore Packers Movers Provide
    There are lots of going businesses or maybe removal businesses or perhaps packers as well as movers inside Bangalore, Maharashtra. This sort of firms are encouraging people significantly inside relocation. These are helping those who wish to shift their particular residences as well as offices...
  • ห้องเรียนคณิตศาสตร์ของครูศุภกร
    ห้องเรียนคณิตศาสตร์ของครูศุภกร สอนดี Mathematics rules
  • คลับคนรักคณิต
    คลับคนรักคณิต เนื้อหาและบทเรียน CAI วิชาคณิตศาสตร์ สำหรับผู้ที่นิยมศึกษาผ่านช่องทางอินเตอร์เน็ต พูดคุย และแลกเปลี่ยนกันทุกเรื่องราวที่เกี่ยวกับการคำนวณ เชิญรับชมบทเรียน e-Learning ของคลับนี้ได้ครับ
  • smith mekpiboonwattana
    เรขาคณิตเป็นวิชาด้วยการวัดดิน การคำนวณด้วยเส้น
คนที่ออนไลน์

มี 731 ผู้มาเยือน และ ไม่มีสมาชิกออนไลน์ ออนไลน์

คำถามท้ายบทเรียนที่ 14 Started by chem03 วันอาทิตย์, 02 พฤศจิกายน 2557 0 Replies
คำถามท้ายบทเรียนที่ 13 Started by chem03 วันอาทิตย์, 02 พฤศจิกายน 2557 0 Replies
คำถามท้ายบทเรียนที่ 12 Started by chem03 วันอาทิตย์, 02 พฤศจิกายน 2557 0 Replies
คำถามท้ายบทเรียนที่ 11 Started by chem03 วันอาทิตย์, 02 พฤศจิกายน 2557 0 Replies
คำถามท้ายบทเรียนที่ 10 Started by chem03 วันอาทิตย์, 02 พฤศจิกายน 2557 0 Replies
คำถามท้ายบทเรียนที่ 9 Started by chem03 วันอาทิตย์, 02 พฤศจิกายน 2557 0 Replies
คำถามท้ายบทเรียนที่ 8 Started by chem03 วันจันทร์, 29 กันยายน 2557 0 Replies
คำถามท้ายบทเรียนที่ 7 Started by chem03 วันจันทร์, 29 กันยายน 2557 0 Replies
คำถามท้ายบทเรียนที่ 6 Started by chem03 วันจันทร์, 29 กันยายน 2557 0 Replies
คำถามท้ายบทเรียนที่ 5 Started by chem03 วันจันทร์, 29 กันยายน 2557 0 Replies
View all discussions Displaying 10 of 14 discussions

แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล

1. แรงแวนเดอวาลส์

ในปี  ค.ศ. 1873  Johannes  van  der  wals    ได้อธิบายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของสารโคเวเลนต์  ซึ่งปัจจุบันแรงแวนเดอวาลส์ จะประกอบด้วยแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลแบบต่าง ๆ ดังนี้

1.  แรงลอนดอน (Induced  dipole - induced  dipole  forces  หรือ  Lond  force)


2.  แรงดึงดูดระหว่างขั้ว (Dipole -pole  forces)


3.  แรงดึงดูดระหว่างขั้วถาวรกับขั้วที่ถูกเหนี่ยวนำ (dipole - induced  dipole  forces)


แรงลอนดอน (London force)  ใน ปี ค.ศ. 1928  Fritz  London  ได้อธิบายทฤษฎีเกี่ยวกับแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลชนิดนี้ดังนี้

สารโคเวเลนต์ไม่มีขั้ว  โมเลกุลประกอบด้วยอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ตลอดเวลา  ในขณะใดขณะหนึ่งกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนในโมเลกุลเสียสมดุลเอียงไปด้านใดด้านหนึ่ง  ทำให้ด้านนั้นมีอำนาจขั้วไฟฟ้าลบมากขึ้นกว่าปกติ และอีกด้านหนึ่งจะมีอำนาจขั้วไฟฟ้าบวก  เกิดโมเลกุลมีขั้วชั่วคราว (Induced  dipole)  ขึ้น และโมเลกุลมีขั้วชั่วคราวนี้  จะไปเหนี่ยวนำโมเลกุลข้างเคียงให้กลายเป็นโมเลกุลมีขั้วชั่วคราว  โดยเกิดขั้วลบชั่วคราวทางด้านที่ติดกับขั้วบวกชั่วคราวในโมเลกุลต่างกัน  เมื่อโมเลกุลมีขั่วชั่วคราวนี้เข้ามาใกล้กันจะส่งแรงดึงดูดกัน  เรียกว่า  แรงลอนดอน


รูปที่ 1  แสดงการเกิดแรงลอนดอนของโมเลกุลโคเวเลนต์

ลักษณะสำคัญของแรงลอนดอน

1. แรงลอนดอนเป็นแรงที่เกิดขึ้นช่วงสั้น ๆ และจะเกิดเฉพาะส่วนของโมเลกุลที่เข้าใกล้ชิดกันเท่านั้น  โดยเกิดขึ้นระหว่างพื้นผิวของโมเลกุลต่อโมเลกุล

2. แรงลอนดอนมีความแข็งแรงประมาณ1/100   ถึง 1/10   ของความแรงของพันธะโคเวเลนต์

3. สารโคเวเลนต์ใดที่มีแต่แรงลอนดอนจะพบว่า  แรงลอนดอนจะมีผลต่อสมบัติกายภาพบางประการของสาร  เช่น  จุดเดือด  จุดหลอมเหลว  กล่าวคือ สารโคเวเลนต์ที่มีแรงลอนดอนมากจุดเดือด  และจุดหลอมเหลวสูงกว่าสารโคเวเลนต์ที่มีแรงลอนดอนน้อย

ปัจจัยที่มีผลต่อแรงลอนดอนของสารโคเวเลนต์

1.  มวลโมเลกุล ถ้าสารเหล่านั้นมีมวลโมเลกุลที่ต่างกันมากพอ

แรงลอนดอน  จะเพิ่มตามมวลโมเลกุลของสาร

กล่าวคือ  สารที่มีมวลโมเลกุลมากขึ้น  จะมีขนาดโมเลกุลใหญ่  มีจำนวนอิเล็กตรอนมาก  เมื่อกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนมากและความหนาทำให้เกิดอำนาจขั้วไฟฟ้าลบและบวกชั่วคราวได้แรง  จึงเป็นผลทำให้มีแรงลอนดอนสูงขึ้น  เช่น  CH4 (มวลโมเลกุล  16 )  และ  CO2 (มวลโมเลกุล  44)  ซึ่งต่างเป็นโมเลกุลไม่มีขั้ว  เนื่องจาก  CO2 มีมวลโมเลกุลสูงกว่า  ดังนั้น  CO2 จึงมีแรงลอนดอนมากกว่า  ดังนั้นจุดเดือด จุดหลอมเหลวสูงกว่า

รูปที่ 2 จุดเดือดของก๊าซเฉื่อยและสารประกอบไฮไดรด์ของธาตุหมู่ที่  4A

2. ขนาด  รูปร่าง  และพื้นที่ผิวของโมเลกุล ในกรณีที่สารเหล่านั้นมีมวลโมเลกุลเท่ากันหรือใกล้เคียงกัน

แรงแวนเดอวาลส์เพิ่มตามขนาดและพื้นที่ผิวของโมเลกุลของสาร

กล่าวคือ  สารที่มีมวลโมเลกุลเท่ากันหรือใกล้เคียงกัน  สารที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่  และมีพื้นที่ผิวของโมเลกุลมาก  จะเกิดแรงลอนดอนมากกว่าสารที่มีขนาดโมเลกุลเล็ก  และมีพื้นที่ผิวของโมเลกุลน้อย

รูปที่ 3 สารที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่  มีกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนหนาทึบสามารถเกิดแรงลอนดอนสูงกว่าสารที่มีขนาดโมเลกุลเล็ก  มีกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนบาง

สำหรับสารประกอบไฮโดรคาร์บอนถือว่าเป็นโมเลกุลไม่มีขั้ว  แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลเป็นแรงลอนดอนอย่างเดียว  เช่น  อัลเคน  ที่มีโมเลกุลเล็ก  จะมีแรงลอนดอนน้อยจึงมีจุดเดือดต่ำ  แต่ถ้าโมเลกุลมีขนาดใหญ่ขึ้น  แรงลอนดอนจะมากขึ้น  เป็นผลทำให้จุดเดือดสูงขึ้นด้วย

รูปที่ 3 จุดเดือดของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนสายตรงที่มี  C1 ถึง  C7

แรงลอนดอนของสารโคเวเลนต์นอกจากขึ้นกับมวลโมเลกุล  พื้นที่ผิวและขนาดโมเลกุลแล้ว  ยังขึ้นอยู่กับรูปร่างโมเลกุลด้วย  กล่าวคือโมเลกุลที่ไม่ซับซ้อน  กลุ่มหมอกอิเล็กตรอนเสียสมดุลเอียงไปด้านใดด้านหนึ่งได้ง่าย  การเหนี่ยวนำให้เกิดขั้วขึ้นที่โมเลกุลจึงเกิดได้ง่าย  ทำให้แรงลอนดอนสูง  แต่ถ้าโมเลกุลมีรูปร่างสลับซับซ้อน  กลุ่มหมอกอิเล็กตรอนที่จะถูกเหนี่ยวนำจะเกิดการบดบังกัน  ทำให้เอียงไปด้านใดด้านหนึ่งยาก  สภาพขั้วจึงน้อยทำให้เกิดแรงดึงดูดน้อยตามไปด้วย


รูปที่ 3 นีโอเพนเทน  (รูป ก)  เกิดการเอียงกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนในโมเลกุลให้เสียสมดุล เพื่อเกิดแรงลอนดอนได้ยากกว่าเพนเทน (รูป ข.)

แรงลอนดอนนอกจากจะเกิดกับโมเลกุลโคเวเลนต์ไม่มีขั้วแล้ว  ยังสามารถเกิดกับโมเลกุลโคเวเลนต์มีขั้วได้อีกด้วย  และแรงแวนเดอวาลส์นอกจากจะมีแรงลอนดอนแล้วยังมี แรงดึงดูดระหว่างขั้ว (Dipole -dipole  forces)  ซึ่งเป็นแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลมีขั้ว  โดยหันขั้วบวกและขั้วลบของต่างโมเลกุลยึดเหนี่ยวกัน  และแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลมีขั้วอย่างถาวรกับโมเลกุลไม่มีขั้วโดยเกิดจาก  โมเลกุลมีขั้วถาวรเหนี่ยวนำให้โมเลกุลที่ถูกเหนี่ยวนำเป็นโมเลกุลมีขั้วชั่วคราว  แล้วด้านที่มีขั้วตรงข้ามดึงดูดกัน  เรียกแรงนี้ว่า   dipole - induced  forces


รูปที่ 4 แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลโคเวเลนต์มีขั้ว

แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของสารโคเวเลนต์

1. สารโคเวเลนต์ไม่มีขั้ว  แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลเป็นแรงลอนดอนชนิดเดียว

2. สารโคเวเลนต์มีขั้ว  แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลนอกจากจะมีแรงดึงดูดระหว่างขั้วแล้วยังมีแรงลอนดอนอีกด้วย

แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลโคเวเลนต์กับสมบัติของสาร

ตารางที่ 1 จุดเดือด และจุดหลอมเหลวของสารโคเวเลนต์บางชนิด

สาร

มวลโมเลกุล

สภาพขั้วของโมเลกุล

จุดหลอมเหลว (0C)

จุดเดือด (0C)

He

Ne

Ar

CH4

NH3

H2O

HF

SiH4

PH3

H2S

HCl

4

20

40

16

17

18

20

32

34

34

36

ไม่มีขั้ว

ไม่มีขั้ว

ไม่มีขั้ว

ไม่มีขั้ว

ไม่มีขั้ว

มีขั้ว

มีขั้ว

ไม่มีขั้ว

มีขั้ว

มีขั้ว

มีขั้ว

-272

-249

-189

-182

-78

0

-83

-185

-133

-85.5

-114

-269

-246

-186

-161

-33

100

19

-111.8

-87.7

-60.7

-85

จากตารางที่ 1 สารโคเวเลนต์ไม่มีขั้ว  เช่น  CH4 มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ำแสดงว่าแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลเป็นแรงอ่อน ๆ เรียกว่า  แรงลอนดอน ซึ่งเป็นแรงที่เกิดขึ้นกับสารทั่ว ๆ ไปด้วย  ส่วนสารโคเวเลนต์มีขั้ว เช่น HCl และ H2S  มีจุดเดือด และจุดหลอมเหลวสูงกว่า  แสดงว่ามีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลอีก เรียกว่า  แรงดึงดูดระหว่างขั้ว เป็นแรงกระทำกันระหว่างขั้วบวก-ขั้วลบของโมเลกุลต่าง ๆ

จากข้อมูลในตารางที่ 1  SiH4 กับ  PH3 มีมวลโมเลกุลใกล้เคียงกัน  แต่  PH3 มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูงกว่า  แสดงว่าสารที่มีมวลโมเลกุลใกล้เคียงกัน  สารโคเวเลนต์มีขั้วจะมีแรงยึดเหนี่ยวสูงกว่า  เพราะมีทั้งแรงลอนดอนและแรงดึงดูดระหว่างขั้ว  จึงทำให้มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง  แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลที่เป็น  แรงลอนดอนหรือแรงดึงดูดระหว่างขึ้นเรียกรวม ๆ กันว่า  แรงแวนเดอวาลส์

พิจารณาโมเลกุล  CH4 และ  NH3 ซึ่งมีมวลโมเลกุลใกล้เคียงกัน  CH4 เป็นโมเลกุลไม่มีขั้วแต่  NH3 เป็นโมเลกุลมีขั้ว   NH3 มีจุดเดือดจุดหลอมเหลวสูงกว่ามาก  แสดงว่ามีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของ  NH3 สูงมาก  แรงยึดเหนี่ยวที่มีค่ามากนี้เรียกว่า  พันธะไฮโดรเจน

จากตารางข้างต้นยังสามารถสรุปได้ว่าสารโคเวเลนต์ใดที่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลมาก  ก็จะเป็นผลทำให้สารนั้นมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง  โดยทั่วไปสารที่มีมวลโมเลกุลใกล้เคียงกัน  สารใดที่มีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลเป็นแรงดึงดูดระหว่างขั้ว  จะมีความแข็งแรงมากกว่าสารที่มีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลเป็นแรงลอนดอน

สมบัติของสารที่เป็นโมเลกุลมีขั้วและโมเลกุลไม่มีขั้ว

สมบัติของสารโคเวเลนต์โมเลกุลมีขั้วและโมเลกุลไม่มีขั้วจะสรุปเป็นตารางเปรียบเทียบดังนี้

ตารางที่ 41 แสดงการเปรียบเทียบสมบัติบางประการของสารโคเวเลนต์มีขั้วและไม่มีขั้ว

สมบัติ

โมเลกุลมีขั้ว

โมเลกุลไม่มีขั้ว

1.การละลาย

ละลายได้ในตัวทำละลายที่เป็นโมเลกุลมีขั้ว  เช่น  น้ำ  เอทานอล

ละลายได้ในตัวทำละลายที่เป็นโมเลกุลไม่มีขั้ว  เช่น  อีเทอร์  อะซิโตน  คาร์บอนเตตระคลอไรด์

2.  แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล

มีค่าสูง  เพราะเป็นแรงดึงดูดทางไฟฟ้า ระหว่างอำนาจขั้วไฟฟ้าบวกกับลบต่างโมเลกุลกัน  ซึ่งเป็นแรงดึงดูดระหว่างขั้ว

มีค่าต่ำ  เพราะเป็นแรงแวนเดอร์วาลส์  ชนิดแรงลอนดอนเพียงอย่างเดียว

3.  จุดหลอมเหลวและจุดเดือด

ค่อนข้างสูง

ค่อนข้างต่ำ

วันอาทิตย์, 26 ตุลาคม 2557 09:20 by chem03
วันพฤหัสบดี, 16 ตุลาคม 2557 18:51 by chem03
วันพฤหัสบดี, 16 ตุลาคม 2557 18:43 by chem03
วันอาทิตย์, 21 กันยายน 2557 20:36 by chem03
วันอาทิตย์, 21 กันยายน 2557 20:28 by chem03
วันพฤหัสบดี, 11 กันยายน 2557 21:01 by chem03
วันอาทิตย์, 07 กันยายน 2557 20:46 by chem03
วันอาทิตย์, 07 กันยายน 2557 20:34 by chem03
วันอาทิตย์, 07 กันยายน 2557 20:28 by chem03
View all announcements Displaying 14 of 14 announcements

link วิทยาศาสตร์

รวม link ที่น่าสนใจทั้งในและต่างประเทศ เพื่อค้นคว้าหาข้อมูลที่ต้องการทางด้านวิทยาศาสตร์

ดูลิงค์ทั้งหมด

link คณิตศาสตร์

รวม link ที่น่าสนใจทั้งในและต่างประเทศ เพื่อค้นคว้าหาข้อมูลที่ต้องการทางด้านคณิตศาสตร์

ดูลิงค์ทั้งหมด
UNESCO Bangkok

ICT in Education newsletter

SEAMEO Congress

Programme with Presentations

Black Ribbon