พลั�งงานศั�กย์ (kJ/mol)

ระย์ะระหว่�างอะตอมของไฮโดรเจน (pm)

74 pm

436 kJ/mol

การเปลั��ย์นแปลังพลั�งงานในการเก ดโมเลัก!ลัไฮโดรเจน

H HH H

น ย์ามพ�นธะโคเว่เลันต ( Covalent

bond ) หมาย์ถึ%ง พ�นธะที่��เก ดจากอะตอมค'�หน%�งใช้)อ เลั*กตรอนร�ว่มก�น โดย์เก ดแรงด%งด'ดระหว่�างอ เลั*กตรอนก�บโปรตอนในน ว่เคลั�ย์สของอะตอมที่�-งสอง IE ส'ง ก�บ IE ส'ง หร.อ อโลัหะ

ก�บ อโลัหะ

I 1 อะตอม

I

O 1 อะตอม

O O

O 1 อะตอม

OO

O2 โมเลกุล

N 1 อะตอม

N

N 1 อะตอม

N

N2 โมเลกุล

N N

ช้น ดของพ�นธะโคเว่เลันต

I 1 อะตอม

I I

I2 โมเลกุล

I

OO

O2 โมเลกุล

N2 โมเลกุล

N N

I I

O O

N N

พ�นธะเด��ย์ว่(Single

bond)

พ�นธะค'�(Doubl

e bond)พ�นธะสาม(Triple bond)

e ค'�ร�ว่มพ�นธะ 1 ค'�

e ค'�ร�ว่มพ�นธะ 2 ค'�

e ค'�ร�ว่มพ�นธะ 3 ค'�

I

I2 โมเลกุล

I

พ�นธะโคออรด เนตโคเว่เลันต(Coordinate Covalent bond

หร.อ Dative Covalent bond)

O OO

พ�นธะโคออรด เนตโคเว่เลันต

พ�นธะโคเว่เลันต

O O OO O O O

3

น ย์ามพ�นธะที่��เก ดข%-นโดย์อ เลั*กตรอนค'�ร�ว่มพ�นธะมาจากอะตอมของธาต!เด�ย์ว่ ส�ว่นอ�กธาต!หน%�งไม�ได)ส�งอ เลั*กตรอนมาร�ว่มพ�นธะแต�มาใช้)อ เลั*กตรอนค'�โดดเด��ย์ว่ของธาต!อ.�น เพ.�อให)จ/านว่นเว่เลันตอ เลั*กตรอนครบ 8 ตามกฎออกเตต

การเข�ย์นส'ตรแบบเส)นแลัะแบบจ!ด

1. หาอะตอมกลัาง2. ว่างต/าแหน�งของอะตอมของธาต!ที่�-งหมด3. เข�ย์นส'ตรแบบเส)นแลัะแบบจ!ด ตามลั/าด�บ

โครงสร)างแบบจ!ดอ เลั*กตรอน กุารเขี ยนโครงสร�างล�วอ�สหร�อโครงสร�างแบบจุด

อ�เล�กุตรอน (Lewis’s dot structure) เป็�นว�ธี กุารเขี ยนเพื่�"อแสดงวาเลนซ์$อ�เล�กุตรอนและกุารสร�างพื่%นธีะโควาเลนต$ระหว&างอะตอมในโมเลกุล

โครงสร�างล�วอ�สขีองอะตอม– ใช้�จุดแทนวาเลนซ์$อ�เล�กุตรอน

โครงสร)างลั ว่อ สของโมเลัก!ลั โครงสร�างล�วอ�สขีองโมเลกุล

– พื่%นธีะโควาเลนต$ค�อกุารใช้�อ�เล�กุตรอนร&วมกุ%นขีองสองอะตอม

– หน*"งพื่%นธีะป็ระกุอบด�วยสองอ�เล�กุตรอน (2 shared electrons)

– แต&ละพื่%นธีะแทนด�วยจุด 2 จุด (:) หร�อ หน*"งเส�น ()อ�เล�กุตรอนท "ใช้�ในกุารสร�างพื่%นธีะ เร ยกุว&า bonding

electronอ�เล�กุตรอนท "ไม&เกุ "ยวขี�องกุ%บกุารสร�างพื่%นธีะเร ยกุว&า

non-bonding electron

HH C H

H

HHCH

H

N N NN

การเข�ย์นโครงสร)างลั ว่อ ส

1 .กุ,าหนดอะตอมกุลาง(ต�องกุาร valence electron หลายต%ว) และกุารจุ%ดเร ยงอะตอมในโมเลกุล

2. น%บจุ,านวนเวเลนซ์$อ�เล�กุตรอนขีองทกุอะตอมในโมเลกุล•ไอออนลบ: เพื่�"มจุ,านวนอ�เล�กุตรอนเท&ากุ%บจุ,านวนป็ระจุลบขีองไอออน

•ไอออนบวกุ: ลบจุ,านวนอ�เล�กุตรอนเท&ากุ%บจุ,านวนป็ระจุบวกุขีองไอออน

3 .เช้�"อมอะตอมด�วยพื่%นธีะเด "ยว(ระหว&างอะตอมกุลางกุ%บอะตอมป็ลาย) โดยใช้� 2 อ�เล�กุตรอนในกุารสร�างพื่%นธีะเด "ยวแต&ละพื่%นธีะ

4. เต�มวาเลนซ์$อ�เล�กุตรอนให�กุ%บอะตอมป็ลายให�ครบ8 (ยกุเว�น H เท&ากุ%บ 2)

5. เต�มอ�เล�กุตรอนท "เหล�อให�กุ%บอะตอมกุลาง (อาจุมากุกุว&า 8)

6. ถ้�าจุ,านวนวาเลนซ์$อ�เล�กุตรอนท "อะตอมกุลางไม&ครบ 8 ให�น,าอ�เล�กุตรอนท "ไม&ร&วมพื่%นธีะขีองอะตอมรอบๆ มาสร�างพื่%นธีะค/&หร�อพื่%นธีะสาม

7. จุ,านวนวาเลนซ์$อ�เล�กุตรอนรวมต�องเท&ากุ%บท "ได�จุากุขี�อ 1.

1. อะตอมกุลางค�อ N2. จุ,านวนเวเลนซ์$อ�เล�กุตรอน = 5 + (7x3) = 26

อ�เล�กุตรอน(จุ,านวนเวเลนซ์$อ�เล�กุตรอนขีอง N = 5 F = 7)

3. เขี ยนพื่%นธีะเด "ยวระหว&างอะตอมกุลางกุ%บอะตอมป็ลาย

4. เขี ยนอ�เล�กุตรอนขีองอะตอมป็ลายให�ครบ 8

5. เต�มอ�เล�กุตรอนท "เหล�อให�กุ%บอะตอมกุลาง (26-24 = 2 อ�เล�กุตรอน)

ต�ว่อย์�าง โครงสร)างลั ว่อ สของ NF3

F N F

F

F N F

F

F N F

Fหร.อ

F N F

F

F N F

F

F N F

Fหร.อ

หร.อ

15

1 .อะตอมกุลางค�อ C2. จุ,านวนเวเลนซ์$อ�เล�กุตรอนขีอง HCN 1 + 4 + 5 =10

อ�เล�กุตรอน3. เขี ยนพื่%นธีะเด "ยวระหว&างอะตอมกุลางกุ%บอะตอมท "ม พื่%นธีะ

4. เขี ยนอ�เล�กุตรอนขีองอะตอมป็ลาย ให�ครบ 8 (หร�อ 2)

5. เต�มอ�เล�กุตรอนท "เหล�อให�กุ%บอะตอมกุลาง (10-10 = 0) ย์�งไม�เป1นไปตามกฎออกเตต

6. น,าอ�เล�กุตรอนท "ไม&ร&วมพื่%นธีะขีองอะตอมรอบๆ (N) มาสร�างพื่%นธีะค/&หร�อพื่%นธีะสาม จุนอะตอมกุลางม อ�เล�กุตรอนครบแป็ด

ต�ว่อย์�าง โครงสร)างลั ว่อ สของ HCN

H C N

H C N

H C NH C N HCN

16

1. อะตอมกุลางค�อ N2. จุ,านวนเวเลนซ์$อ�เล�กุตรอน = 5 + (7x3) = 26

อ�เล�กุตรอน(จุ,านวนเวเลนซ์$อ�เล�กุตรอนขีอง N = 5 F = 7)

3. เขี ยนพื่%นธีะเด "ยวระหว&างอะตอมกุลางกุ%บอะตอมป็ลาย

4. เขี ยนอ�เล�กุตรอนขีองอะตอมป็ลายให�ครบ 8

5. เต�มอ�เล�กุตรอนท "เหล�อให�กุ%บอะตอมกุลาง (26-24 = 2 อ�เล�กุตรอน)

ต�ว่อย์�าง โครงสร)างลั ว่อ สของ NF3

F N F

F

F N F

F

F N F

Fหร.อ

F N F

F

F N F

F

F N F

Fหร.อ

หร.อ

17

1 .อะตอมกุลางค�อ C2 .จุ,านวนเวเลนซ์$อ�เล�กุตรอนขีอง HCN 1 + 4 + 5 =10

อ�เล�กุตรอน3 .เขี ยนพื่%นธีะเด "ยวระหว&างอะตอมกุลางกุ%บอะตอมท "ม พื่%นธีะ

4 .เขี ยนอ�เล�กุตรอนขีองอะตอมป็ลาย ให�ครบ 8 (หร�อ 2)

5 .เต�มอ�เล�กุตรอนท "เหล�อให�กุ%บอะตอมกุลาง (10-10 = 0) ย์�งไม�เป1นไปตามกฎออกเตต

6 .น,าอ�เล�กุตรอนท "ไม&ร&วมพื่%นธีะขีองอะตอมรอบๆ (N) มาสร�างพื่%นธีะค/&หร�อพื่%นธีะสาม จุนอะตอมกุลางม อ�เล�กุตรอนครบแป็ด

ต�ว่อย์�าง โครงสร)างลั ว่อ สของ HCN

H C N

H C N

H C NH C N HCN

1. อะตอมของธาต!ในโมเลัก!ลัที่��ม�เว่เลันตอ เลั*กตรอนน)อย์กว่�า 8 ได)แก� สารประกอบธาต!ค'�ของ Be B แลัะ Al เช้�น

BeCl2

AlF3

โมเลัก!ลัที่��ไม�เป1นไปตามกฎออกเตต

Be

Cl

Cl

Al

FFF

2. อะตอมของธาต!ในโมเลัก!ลัที่��ม�เว่เลันตอ เลั*กตรอนมากกว่�า 8 ได)แก� สารประกอบธาต!ค'�ที่��ม�อะตอมกลัางของธาต!ต�-งแต�หม'� 4 ข%-นไป เช้�น

PF5

SCl6

PF FF F

F

SCl

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

3. ออกไซดของธาต!บางช้น ด เช้�น

NO2

ClO2

N OO

Cl

OO

21

1. โมเลัก!ลัที่��ม�อ เลั*กตรอนเป1นเลัขค�� เช้�น –ClO2 ม�อ เลั*กตรอนรว่ม เที่�าก�บ 19–NO ม�อ เลั*กตรอนรว่ม เที่�าก�บ 11–NO2 ม�อ เลั*กตรอนรว่ม เที่�าก�บ 17

2. โมเลัก!ลัที่��อะตอมกลัางม�อ เลั*กตรอนน)อย์กว่�า 8 –BF3 B ม�อ เลั*กตรอนเที่�าก�บ 6–BeH2 Be ม�อ เลั*กตรอนเที่�าก�บ 6

3. โมเลัก!ลัที่��อะตอมกลัางม�อ เลั*กตรอนมากกว่�า 8 –PCl5 ม�อ เลั*กตรอน เที่�าก�บ 10–XeF4 ม�อ เลั*กตรอน เที่�าก�บ 12–SF4 ม�อ เลั*กตรอน เที่�าก�บ 10

ข)อย์กเว่)นของกฎออกเตด

F

F S F

F

ประจ!ฟอรมาลั :

ม�กใช้)ก�บการพ จารณาสารโคเว่เลันตซ%�งถึ.อว่�าพ�นธะที่��ย์%ดอะตอมเข)าด)ว่ย์ก�นเป1นผลัจากการใช้)เว่เลันซอ เลั*กตรอนร�ว่มก�น

แม)ว่�าบางกรณ�สารโคเว่เลันตน�-นจะม�ประจ!รว่มเป1นศั'นย์ แต�เม.�อพ จารณาเป1นอะตอม อะตอมแต�ลัะต�ว่อาจม�ประจ!เป1นศั'นย์ ในขณะที่��บางอะตอมเสม.อนว่�าม�อ เลั*กตรอนเก นมา ก*จะม�ประจ!เป1นลับ แลัะขณะที่��บางอะตอมอาจเสม.อนว่�าเส�ย์อ เลั*กตรอนไป ก*จะม�ประจ!เป1นบว่ก ซ%�งเร�ย์กประจ!เหลั�าน�-ว่�า ประจ!ฟอรมาลั (formal charge)

ประจ!ฟอรมาลั เป็�นความแตกุต&างระหว&างจุ,านวนเวเลนซ์$อ�เล�กุตรอนขีองอะตอมเด "ยวกุ%บขีองอะตอมในโครงสร�างล�วอ�ส เป็�นกุารท,านายกุารสภาพื่ขี%1วขีองโมเลกุลอย&างคร&าว ๆ

การค/านว่ณประจ!ฟอรมาลัของอะตอม

– V จ/านว่นเว่เลันซอ เลั*กตรอนของอะตอมเด��ย์ว่(อะตอมที่��สนใจ)

– N จ/านว่นเว่เลันซอ เลั*กตรอนที่��ไม�ได)สร)างพ�นธะ– B จ/านว่นอ เลั*กตรอนที่�-งหมดที่��สร)างพ�นธะรอบ

อะตอมน�-น

eee BNV 21charge formal

ประจ!ฟอรมาลั (Formal charge)

ต�ว่อย์�าง จงหาประจ!ฟอรมาลัของแต�ลัะอะตอม

[IO3]–

– I = 7 – 2 – ½ (6) = +2–O = 6 – 6 – ½ (2) = -1

ประจ!รว่ม = +2 – 1 – 1 – 1 = -1

[NH3CH2COO]–

OIO O

OIO O

+21 1

1

H H O

HNCC

H H O

+

-

ว่ ธ�ลั�ด ด/จุ,านวนพื่%นธีะเป็ร ยบเท ยบกุ%บจุ,านวนพื่%นธีะท "ควรจุะม ขีองแต&ละอะตอม เช้&น N ม วาเลนซ์$ 5 ควรม พื่%นธีะ 3 พื่%นธีะ ถ้�าม เกุ�นจุะเป็�นบวกุ ถ้�าม ไม&ครบจุะเป็�นลบ

- ค/านว่ณประจ!ฟอรมาลัของ O3

O OO ........ .. ..

O = 6 – 4 – ½(4) = 0O = 6 – 2 – ½(6) = +1O = 6 – 6 – ½(2) = -1

O OO ........ .. ..

0+1-1

หมาย์ถึ%ง การใช้)โครงสร)างลั ว่อ สต�-งแต� 2 โครงสร)างข%-นไปแที่น

โมเลัก!ลัใดโมเลัก!ลัหน%�ง

ข)อคว่รระว่�ง ค.อ การจะเป1นโครงสร)างเรโซแนนซได)สารต)องม�การจ�ดเร�ย์งต�ว่ของอะตอมเหม.อนก�น ต�างเพ�ย์งการกระจาย์อ เลั*กตรอนในพ�นธะเที่�าน�-น เช้�น SO2

SO

O.. ..

..SO

O....

..

เรโซแนนซ (Resonance)

:

เรโซแนนซ (Resonance)

ในบางโมเลกุลหร�อไอออน สามารถ้เขี ยนแบบจุ,าลองขีองล�วอ�สได�มากุกุว&า 1 แบบ เช้&น CO2 และ SO2

เร ยกุป็รากุฏกุารณ์$น 1ว&า ปรากฏการณเรโซแนนซ โดยต�องม กุารจุ%ดเร ยงล,าด%บขีองอะตอมเหม�อนกุ%นเสมอ ต&างกุ%นแต&เพื่ ยงกุารกุระจุายอ�เล�กุตรอนในพื่%นธีะ

O C O O = C = O O C O

-1 +1-1+1

S

O O S

O O

+1

-1

+1

-1

เรโซแนนซ (Resonance)

โครงสร�างล�วอ�สขีอง O3

จุากุกุารทดลองพื่บว&า ความยาวพื่%นธีะระหว&าง O ท%1งสองเท&ากุ%นแสดงว&าโมเลกุล O3 ไม&เกุ�ดพื่%นธีะท%1ง 2 แบบ แต&เกุ�ดโครงสร�างท "เร ยกุว&า โครงสร�างเรโซ์แนนซ์$ (Resonance structure)

O

O O

+1

-1

O

O O

+1

-1

O

O O1.278 Å

1.278 Å

หลั�กในการต�ดส นว่�าโครงสร)างเรโซแนนซแบบใด คว่รเป1นไปได)มากที่��ส!ดม�

หล%กุกุารพื่�จุารณ์าว&าโครงสร�างใดเป็�นโครงสร�างท "เป็�นไป็ได� มากุท "สด ม ด%งน 1

1. เป็�นไป็ตามกุฎออกุเตดมากุท "สด2. โครงสร�างท "ม ป็ระจุฟอร$มาลต,"าท "สด3. อะตอมท "ม ค&า EN ส/งควรม ป็ระจุฟอร$มาลเป็�นลบ4. อะตอมช้น�ดเด ยวกุ%นไม&ควรม ป็ระจุฟอร$มาลตรงขี�าม

กุ%น

โครงสร)าง Lewis ที่��เป1นไปได)

N N N N N N N N N-2 +1 0 -1 +1 -1 0 +1 -2

N3

+1 0 -1 0 0 0 -1 0 +1

CO2O C O O = C = O O C O

การเข�ย์นส'ตรโมเลัก!ลัของสารประกอบโคเว่เลันต1. เขี ยนส%ญล%กุษณ์$ขีองธีาตเร ยงตามล,าด%บด%งน 1B Si C Sb As P N H Te Se S At I Br Cl O F

2. ระบจุ,านวนอะตอมขีองธีาตในสารป็ระกุอบ โดยเขี ยนต%วเลขีไว�มมล&างขีวา3. ใช้�จุ,านวนอ�เล�กุตรอนท "แต&ละอะตอมต�องกุารค/ณ์ไขีว�กุ%น และท,าให�เป็�นอ%ตราส&วนอย&างต,"า เช้&น C S

C2S4 CS2

4 2

ต�ว่อย์�างส'ตรสารประกอบโคเว่เลันต

NCl3 CO2

NH3

C2H4 HF CH4

H2S PH3

Cl2O

ClO3+ PO4

3-

H2O

การเร�ย์กช้.�อสารประกอบโคเว่เลันต1. สารป็ระกุอบธีาตค/& ให�อ&านธีาตต%วหน�ากุ&อนและตามด�วยธีาตต%วหล%งโดยเป็ล "ยนท�ายพื่ยางค$เป็�นไอด$ (-ide)

2. ระบจุ,านวนอะตอมขีองแต&ละธีาตด�วยจุ,านวนในภาษากุร กุ ด%งน 1 mono- (1), di-(2), tri-(3), tetra-(4), penta-(5), hexa-(6),

hepta-(7), octa-(8), nona-(9), deca-(10)

3. ถ้�าธีาตต%วหน�าม อะตอมเด ยวไม&ต�องระบจุ,านวนอะตอม แต&ธีาตต%วหล%งต�องระบจุ,านวนอะตอมแม�ม เพื่ ยงอะตอมเด ยว

ต�ว่อย์�างการเร�ย์กช้.�อสารประกอบโคเว่เลันต

AsF5อ&านว&า อาร$ซ์ น�กุเพื่นตะฟล/ออไรด$AlI3 อ&านว&า อะล/ม�เน ยมไตรไอโอไดด$N2O อ&านว&า ไดไนโตรเจุนโมโนออกุไซ์ด$Cl2O7 อ&านว&า ไดคลอร นเฮป็ตะออกุไซ์ด$CO อ&านว&า คาร$บอนโมโนออกุไซ์ด$

พลั�งงานพ�นธะ

คว่ามย์าว่พ�นธะหมายถ้*ง ระยะทางระหว&างน�วเคล ยสขีองอะตอมสองอะตอมท "สร�างพื่%นธีะกุ%นในโมเลกุลอะตอมแต&ละช้น�ดอาจุเกุ�ดพื่%นธีะมากุกุว&า 1 ช้น�ด เช้&น C กุ%บ C , N กุ%บ N และพื่%นธีะแต&ละช้น�ดจุะม พื่ล%งงานพื่%นธีะและความยาวพื่%นธีะแตกุต&างกุ%นพ�นธะเด��ย์ว่ > พ�นธะค'�

> พ�นธะสาม

พลั�งงานพ�นธะหมาย์ถึ%ง พลั�งงานที่��ใช้)ไปเพ.�อสลัาย์พ�นธะระหว่�างอะตอมภาย์ในโมเลัก!ลัซ%�งอย์'�ในสถึานะแก8สให)แย์กออกเป1นอะตอมในสถึานะแก8ส

พ�นธะสาม > พ�นธะค'� > พ�นธะเด��ย์ว่

พลั�งงานพ�นธะใช้)บอกคว่ามแข*งแรงของพ�นธะ

CH4 (g) + 423 kJCH3(g) + H (g)

CH3 (g) + 368 kJCH2(g) + H (g)

CH2 (g) + 519 kJCH (g) + H (g)

CH (g) + 335 kJC (g) + H (g)

กุารสลายพื่%นธีะช้น�ดเด ยวกุ%นในโมเลกุลท "ม หลายพื่%นธีะ ต�องม กุารสลายพื่%นธีะหลายขี%1นตอน แต&ละขี%1นตอนใช้�พื่ล%งงานไม&เท&ากุ%น ด%งน%1นพื่ล%งงานพื่%นธีะจุ*งใช้�ค&าเฉล "ยแทน เร ยกุว&า พลั�งงานพ�นธะเฉลั��ย์

พลั�งงานพ�นธะเฉลั��ย์ (Average Bond Energy)

พลั�งงานพ�นธะเฉลั��ย์ เป็�นค&าเฉล "ยขีองพื่ล%งงานสลายพื่%นธีะส,าหร%บพื่%นธีะแต&ละช้น�ดในโมเลกุลต&าง ๆ (เป็�นค&าโดยป็ระมาณ์)

การเก ดปฏ ก ร ย์าเคม� ค�อกุระบวนกุารท "ม กุารที่/าลัาย์พ�นธะเด ม(สารต%1งต�น) และสร)างพ�นธะใหม�(สารผล�ตภ%ณ์ฑ์$)

คว่ามร)อนของปฏ ก ร ย์า ( Hrxn) ค�อพื่ล%งงานเอนทาลป็<ขีองระบบท " เป็ล "ยนแป็ลงไป็ในร/ป็ความร�อนเม�"อเกุ�ดป็ฏ�กุ�ร�ยา สามารถ้หาได�จุากุ

– DHrxn เป็�นลบ ป็ฏ�กุ�ร�ยาคายพื่ล%งงาน– DHrxn เป็�นบวกุ ต�องใช้�พื่ล%งงานเพื่�"อให�เกุ�ดป็ฏ�กุ�ร�ยา

(ด/ดพื่ล%งงาน)

คว่ามร)อนของปฏ ก ร ย์า (Heat of Reaction)

productsreactants

DDH rxn

พลั�งงานพ�นธะรว่มของผลั ตภ�ณฑ์

พลั�งงานพ�นธะรว่มของสารต�-งต)น

การค/านว่ณหาค�าคว่ามร)อนของปฏ ก ร ย์า

ต�ว่อย์�าง จุงหาพื่ล%งงานท "เป็ล "ยนแป็ลงขีองป็ฏ�กุ�ร�ยาต&อไป็น 1 CH4(g) + Cl2(g) CH3Cl (g) + HCl(g)

– (พื่ล%งงานพื่%นธีะสารต%1งต�น) = 4D(C-H) + D(Cl-Cl)

– (พื่ล%งงานพื่%นธีะผล�ตภ%ณ์ฑ์$ ) = D(C-Cl) + 3D(C-H) + D(Cl-H)

Hrxn = 4D(C-H) + D(Cl-Cl) – [D(C-Cl)

+ 3D(C-H) + D(Cl-H)] = (4414 + 243) – (339 + 3414 + 431)

kJ/mol = –113 kJ/mol ป็ฏ�กุ�ร�ยาน 1จุะคายความร�อนออกุมา 113

kJ/mol

products

D

reactants

D

การค/านว่ณต�ว่อย์�างที่�� 1

ก/าหนดพลั�งงานให)ด�งน�- H – H = 436 kJ/mol

N N = 945 kJ/mol แลัะ N – H = 391 kJ/mol

ปฏ ก ร ย์าเคม�ต�อไปน�-ด'ดหร.อคาย์พลั�งงานเที่�าใด2NH3 (g) N2 (g) + 3H2 (g)

H2NH3 (g) N2 (g) + 3H2 (g)

2H – N – H N N + 3(H – H)

6(N – H) N N + 3(H – H)

6 x 391 945 + 3 x 436

2346 kJ 2253 kJ

ปฏ ก ร ย์าด'ดพลั�งงาน = 2346 – 2253 = 93 kJ

ร'ปร�างโมเลัก!ลั

ที่/าไมต)องศั%กษาร'ปร�างโมเลัก!ลัเพราะสารต�างๆ แม)ว่�าจะม�ส'ตรโมเลัก!ลัเหม.อนก�นหร.อไม�ก*ตามถึ)าม�ร'ปร�างโมเลัก!ลัต�างก�น สมบ�ต ของสารก*แตกต�างก�นด)ว่ย์ ร'ปร�างของโมเลัก!ลั (ร'ปที่รงที่างเรขาคณ ต) เก ดจากการจ�ดต�ว่ของอะตอมภาย์ในโมเลัก!ลัม�ผลัต�อค!ณสมบ�ต ที่าง

กาย์ภาพ (m.p., b.p., density) แลัะเคม�

ต�ว่อย์�างเช้�น เอที่านอลั แลัะ เมที่

อกซ�ม�เที่น

H

C C

O

HH

HH

H

CH3CH2

OH OCC

H

H HH

H

H

CH3OCH

3

สมบ%ต� : ขีองเหลวไม&ม ส ละลายน,1าได�ด mp.-117 0C bp. 78.5 0C

สมบ%ต� : แกุ=ส ไม&ม ส ไม&ละลายน,1าmp. -138.5

0C bp. -23 0C

ป=จจ�ย์ที่��ม�ผลัต�อร'ปร�างโมเลัก!ลัจุ,านวนอะตอมในโมเลกุลจุ,านวนอ�เล�กุตรอนค/&ร &วมพื่%นธีะจุ,านวนอ�เล�กุตรอนค/&โดดเด "ยวมมระหว&างพื่%นธีะและความยาวพื่%นธีะ

ม!มพ�นธะ ค�อมมท "เกุ�ดขี*1น เม�"อลากุเส�นผ&านพื่%นธีะ 2 พื่%นธีะมาต%ดท "น�วเคล ยสขีองอะตอมกุลาง

โมเลกุลท "ม ส/ตรเคม คล�ายกุ%น มมพื่%นธีะอาจุไม&เท&ากุ%น –H2O = 104.5 H2S =

92

กุารท,านายโครงสร�างขีองโมเลกุลเช้&น มมพื่%นธีะ จุ,าเป็�นต�องอาศั%ยขี�อม/ลเกุ "ยวกุ%บอ�เล�กุตรอนในโมเลกุล

ม!มพ�นธะ

106.0

104.0

ม!มระหว่�างพ�นธะ(Bond angle)

ค�อ มมท "เกุ�ดจุากุอะตอมสองอะตอมท,ากุ%บอะตอมกุลางหร�อมมท "เกุ�ดระหว&างพื่%นธีะสองพื่%นธีะ A

BBO

Oมม เป็�นมมระหว&างพื่%นธีะขีองโมเลกุล AB2 ซ์*"งจุะแคบหร�อกุว�างขี*1นอย/&กุ%บแรงผล%กุระหว&าง Bond Pair Electron และ Lone Pair Electron

การที่/านาย์ร'ปร�างโมเลัก!ลั

พ จารณาร'ปร�างโมเลัก!ลัจาก Valence Shell Electron Pair Repulsion Model (VSEPR) โดย์ย์%ดหลั�กที่��ว่�า valence electron pair รอบอะตอมจะม�การผลั�กก�นที่/าให)อ เลั*กตรอนแต�ลัะค'�อย์'�ห�างก�น

1. โมเลัก!ลัเป1นเส)นตรง (Linear) : AX2

อะตอมกุลางม อ�เล�กุตรอนค/&ร &วมพื่%นธีะ 2 ค/& แต&ละค/&ผล%กุกุ%นเพื่�"อให�ห&างกุ%นมากุท "สด เป็�นมมระหว&างพื่%นธีะเท&ากุ%บ 180 oC เช้&น BeCl2 HCN CO2 C2H2

โมเลัก!ลัที่��อะตอมกลัางไม�ม� อ เลั*กตรอนค'�โดดเด��ย์ว่

2. โมเลัก!ลัเป1นร'ปสามเหลั��ย์มแบนราบ(Trigonal planar) : AX3

อะตอมกุลางม อ�เล�กุตรอนค/&ร &วมพื่%นธีะ 3 ค/& แต&ละค/&ผล%กุกุ%นห&างกุ%นมากุท "สด เป็�นมมระหว&างพื่%นธีะเท&ากุ%บ 120 oC

เช้&น BF3 SO3 NO3-

3. โมเลัก!ลัเป1นร'ปที่รงเหลั��ย์มส��หน)า (Tetrahedral) : AX4

อะตอมกุลางม อ�เล�กุตรอนค/&ร &วมพื่%นธีะ 4 ค/& แต&ละค/&ผล%กุกุ%นห&างมากุท "สด เป็�นมมระหว&างพื่%นธีะเท&ากุ%บ 109.5 oC

เช้&น CH4 SiCl4 SO42- NH4

+

4. โมเลัก!ลัเป1นร'ปพ�ระม ดค'�ฐานสามเหลั��ย์ม (Trigonal bipyramidal) : AX5

อะตอมกุลางม อ�เล�กุตรอนค/&ร &วมพื่%นธีะ 5 ค/& แต&ละค/&ผล%กุกุ%นห&างมากุท "สด เป็�นมมระหว&างพื่%นธีะเท&ากุ%บ 90 oC และ 120 oC

เช้&น PCl5 SbI5

5. โมเลัก!ลัเป1นร'ปที่รงแปดหน)า (Octahedral) : AX6

อะตอมกุลางม อ�เล�กุตรอนค/&ร &วมพื่%นธีะ 6 ค/& แต&ละค/&ผล%กุกุ%นห&างมากุท "สด เป็�นมมระหว&างพื่%นธีะเท&ากุ%บ 90 o และ 180 o

เช้&น SF6 SiF62-

ถึ)าโมเลัก!ลัม� lone pairs 1 ที่��อะตอมกลัางการที่/านาย์ร'ปร�างของโมเลัก!ลัจะซ�บซ)อน เพราะม�แรงผลั�กของ electron pairs เข)ามา

เก��ย์ว่ข)อง 1. แรงผลั�กระหว่�าง lone pair ก�บ lone pair2. แรงผลั�กระหว่�าง lone pair ก�บ bonding pair3. แรงผลั�กระหว่�าง bonding pair ก�บ bonding pair

โดย์ที่�� แรง 1 > แรง 2 > แรง 3

โมเลัก!ลัที่��อะตอมกลัางม�อ เลั*กตรอนค'�โดดเด��ย์ว่

1. โมเลัก!ลัเป1นร'ปต�ว่ว่�หร.อม!มงอ (V-Shape or Bent) : AX2E แลัะ AX2E2

อะตอมกุลางม อ�เล�กุตรอนค/&ร &วมพื่%นธีะ 2 ค/& และอ�เล�กุตรอนค/&โดดเด "ยว 1 หร�อ 2 ค/& แต&ละค/&จุะผล%กุกุ%นให�ห&างมากุท "สด ย�"งอ�เล�กุตรอนค/&โดดเด "ยวมากุ มมระหว&างพื่%นธีะย�"งน�อยเช้&น SO2 SnCl2 H2O Cl2O SH2

SO2

H2

O

119.50

มมงอ(V-shape)มมงอ(bent)

2. โมเลัก!ลัเป1นร'ปพ�ระม ดฐานสามเหลั��ย์ม (Trigonal pyramidal) : AX3E

อะตอมกุลางม อ�เล�กุตรอนค/&ร &วมพื่%นธีะ 3 ค/& และอ�เล�กุตรอนค/&โดดเด "ยว 1 ค/& แต&ละค/&จุะผล%กุกุ%นให�ห&างมากุท "สด มมระหว&างพื่%นธีะน�อยกุว&า 109.5 0 เช้&น NH3 NCl3 SO3

2- PH3

3. โมเลัก!ลัเป1นร'ปที่รงส��หน)าบ ดเบ�-ย์ว่

(Distorted tetrahedral หร.อ seesaw) : AX4E

อะตอมกุลางม อ�เล�กุตรอนค/&ร &วมพื่%นธีะ 4 ค/& และอ�เล�กุตรอนค/&โดดเด "ยว 1 ค/& แต&ละค/&จุะผล%กุกุ%นให�ห&างมากุท "สด มมระหว&างพื่%นธีะน�อยกุว&า 180 0 เช้&น SF4 TeCl4 XeO2F2

SeF4

4. โมเลัก!ลัเป1นร'ปต�ว่ที่� (T - Shaped) : AX3E2

อะตอมกุลางม อ�เล�กุตรอนค/&ร &วมพื่%นธีะ 3 ค/& และอ�เล�กุตรอนค/&โดดเด "ยว 2 ค/& แต&ละค/&จุะผล%กุกุ%นให�ห&างมากุท "สด มมระหว&างพื่%นธีะน�อยกุว&า 90 0 และ 180 0 เช้&น ClF3 BrF3

5. โมเลัก!ลัเป1นเส)นตรง (Linear) : AX2E3

อะตอมกุลางม อ�เล�กุตรอนค/&ร &วมพื่%นธีะ 2 ค/& และอ�เล�กุตรอนค/&โดดเด "ยว 3 ค/& แต&ละค/&จุะผล%กุกุ%นให�ห&างมากุท "สด มมระหว&างพื่%นธีะเป็�น 180 0เช้&น XeF2 I3- ICl2-

6. โมเลัก!ลัเป1นร'ปที่รงพ�ระม ดฐานส��เหลั��ย์ม (Square pyramidal) : AX5E

อะตอมกุลางม อ�เล�กุตรอนค/&ร &วมพื่%นธีะ 5 ค/& และอ�เล�กุตรอนค/&โดดเด "ยว 1 ค/& แต&ละค/&จุะผล%กุกุ%นให�ห&างมากุท "สด มมระหว&างพื่%นธีะน�อยกุว&า 90 0 และ 180 0

เช้&น BrF5 IF5 XeOF4

7. โมเลัก!ลัเป1นร'ปส��เหลั��ย์มแบนราบ (Square planar) : AX4E2

อะตอมกุลางม อ�เล�กุตรอนค/&ร &วมพื่%นธีะ 4 ค/& และอ�เล�กุตรอนค/&โดดเด "ยว 2 ค/& แต&ละค/&จุะผล%กุกุ%นให�ห&างมากุท "สด มมระหว&างพื่%นธีะ 90 0

และ 180 0 เช้&น XeF4 BrF4

-

หลั�กการพ จารณาม!มระหว่�างพ�นธะ1. กุรณ์ อะตอมกุลางไม&ม อ�เล�กุตรอนค/&โดดเด "ยวมมระหว&างพื่%นธีะขี*1นกุ%บจุ,านวนพื่%นธีะรอบอะตอมกุลาง ย�"งม มากุมมย�"งเล�กุลง2. กุรณ์ อะตอมกุลางม อ�เล�กุตรอนค/&โดดเด "ยวไม&เท&ากุ%น โมเลกุลใดม อ�เล�กุตรอนค/&โดดเด "ยวมากุมมย�"งเล�กุลง3. กุรณ์ อะตอมกุลางม อ�เล�กุตรอนค/&โดดเด "ยวเท&ากุ%น - ถ้�าอะตอมกุลางช้น�ดเด ยวกุ%น พื่�จุารณ์าจุากุอะตอมท "มาจุ%บ ถ้�าค&า EN มากุ มมจุะเล�กุลง - ถ้�าอะตอมกุลางต&างช้น�ดกุ%น พื่�จุารณ์าอะตอมกุลาง ถ้�าค&า EN มากุ มมจุะห&างมากุ

สภาพข�-ว่ของพ�นธะ (Bond Polarity)

สภาพข�-ว่ของพ�นธะ ค�อ กุารอธี�บายกุารกุระจุายต%วขีองอ�เล�กุตรอนท "ใช้�ในกุารสร�างพื่%นธีะระหว&างอะตอม

สภาพื่ขี%1วขีองพื่%นธีะโควาเลนต$ขี*1นอย/&กุ%บ ค&า EN ขีองอะตอมท%1งสอง ถ้�าค&า EN ขีองอะตอมท%1งสองต&างกุ%น กุารกุระจุายต%วขีองอ�เล�กุตรอนในบร�เวณ์ระหว&างอะตอมท%1งสองจุะไม&สม,"าเสมอ ซ์*"งจุะเร ยกุว&า พ�นธะโคว่าเลันตแบบม�ข�-ว่ X+Y-

เม.�อ EN ของ Y X

+ -

H F+ H F

สภาพข�-ว่ของโมเลัก!ลัค�อสภาพื่ขี%1วสทธี�(net dipole)ขีองพื่%นธีะทกุพื่%นธีะในโมเลกุล

สภาพื่ขี%1วขีองโมเลกุลหาได�โดยกุารรวมสภาพื่ขี%1วขีองพื่%นธีะทกุพื่%นธีะแบบเวคเตอร$

สภาพข�-ว่ของโมเลัก!ลั (Polarity of Molecule)

ต�ว่อย์�างสภาพข�-ว่ของโมเลัก!ลั

BCl3

NH3

CHCl3

SF5

HCN

H F

H F + -

โมเมนตข�-ว่ค'� (Dipole Moments) ภาย์ในโมเลัก!ลัของสารประกอบ ถึ)าอะตอมม�ค�า EN ต�างก�น ม�การ

ด%งอ เลั*กตรอนที่/าให)เก ดข�-ว่ข%-น

ต�ว่อย์�าง แสดงที่ ศัที่างการด%งของ e-

แสดงข�-ว่ (polar bond) 2.1 4.0

H F

HHO....

OO C

HH

CC

Cl Cl

H

HCC

Cl

Cl

dipole moment ส!ที่ธ = 1. 87( เป1น polar molecule)

Cis (polar)

= 1. 89

Trans = 0

โมเลัก!ลั H2O

โมเลัก!ลัCO2

โมเลัก!ลัC2H2Cl2

ข�-ว่ของโมเลัก!ลั ค/านว่ณจากผลัรว่มแบบ vector ของข�-ว่ของพ�นธะ

เป1น non-polar molecule = 0

สภาพข�-ว่ของโมเลัก!ลัโคเว่เลันต

หมายถ้*ง โมเลกุลโคเวเลนต$ท "เกุ�ดจุากุพื่%นธีะโคเวเลนต$ท "ม อะตอมขีองธีาตท%1งสองม ผลต&างขีองค&า EN มากุ ขี%1วน%1นม อ,านาจุไฟฟ?ามากุ สภาพข�-ว่แรง แต&ถ้�า EN ต&างกุ%นน�อย ขี%1วน%1นม อ,านาจุไฟฟ?าน�อย สภาพข�-ว่ต/�า

พ�นธะม�ข�-ว่แลัะพ�นธะไม�ม�ข�-ว่

พ�นธะม�ข�-ว่ค�อ พื่%นธีะท "เกุ�ดจุากุอะตอมขีองธีาตต&างช้น�ด

กุ%น ม ค&า EN ไม&เท&ากุ%น มาย*ดกุ%นด�วยพื่%นธีะโคเวเลนต$ เป็�นโมเลัก!ลัม�ข�-ว่หร.อไม�ม�ข�-ว่ก*ได)ขี*1นกุ%บร/ป็ร&างโมเลกุลพ�นธะ

ไม�ม�ข�-ว่ค�อ พื่%นธีะท "เกุ�ดจุากุอะตอมขีองธีาตช้น�ดเด ยวกุ%น ม ค&า EN เท&ากุ%น มาย*ดกุ%นด�วยพื่%นธีะโคเวเลนต$ เป็�นโมเลัก!ลัไม�ม�ข�-ว่

โมเลัก!ลัม�ข�-ว่แลัะโมเลัก!ลัไม�ม�ข�-ว่โมเลัก!ลั

ไม�ม�ข�-ว่1. โมเลกุลขีองธีาตช้น�ดเด ยวกุ%น เช้&น H2 Cl2 P4

2. โมเลกุลขีองสารป็ระกุอบท "เกุ�ดจุากุธีาต 2 ช้น�ด โดยม อะตอมหน*"งเป็�นอะตอมกุลาง และอะตอมอ กุธีาตหน*"งอย/&โดยรอบ โดยม ร/ป็ร&างโมเลกุลท "สมมาตร ท,าให�สภาพื่ขี%1วขีองพื่%นธีะห%กุล�างกุ%นหมด เช้&น BeCl2 BF3 CH4 PCl5 SF6

3. โมเลกุลขีองสารป็ระกุอบไฮโดรคาร$บอนท%1งหมด

โมเลัก!ลัม�ข�-ว่

1. โมเลกุลท "ม 2 อะตอม ขีองธีาตต&างช้น�ดกุ%น เช้&น HCl NO CO HF

2. โมเลกุลท "อะตอมกุลางเกุ�ดพื่%นธีะโคเวเลนต$กุ%บอะตอมขี�างเค ยงช้น�ดเด ยวกุ%น และม อ�เล�กุตรอนค/&โดดเด "ยวเหล�ออย/& เช้&น NH3 H2O PCl3

3. โมเลกุลท "อะตอมกุลางเกุ�ดพื่%นธีะโคเวเลนต$กุ%บอะตอมขี�างเค ยงต&างช้น�ดกุ%น เช้&น HCN CHCl3 HCHO

ต�ว่อย์�างการพ จารณาสภาพข�-ว่ของโมเลัก!ลั

H C N

O

HH

คว่ามแรงของสภาพข�-ว่ของพ�นธะแลัะโมเลัก!ลัโคเว่เลันต

พื่�จุารณ์าจุากุผลต&างขีองค&าอ�เล�กุโตรเนกุาต�ว�ต (EN) ถ้�าผลต&างมากุกุว&า สภาพื่ขี%1วจุะแรงกุว&า เช้&น

H F

H Clผลต&างค&า EN

= 1.78ผลต&างค&า EN = 0.96

HF ม สภาพื่ขี%1วแรงกุว&า HCl ท,าให�ม จุดเด�อดส/งกุว&าด�วย

แรงย*ดเหน "ยวระหว&างโมเลกุลโควาเลนต$