อาหารหลัก5หมู่

 

พันธะเคมี

         

                                ความหมายของพันธะเคมี

พันธะเคมี (Chemical Bond) หมายถึง แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอม 2 อะตอม หรือไอออนเข้าไว้ด้วยกันเป็นโมเลกุลหรือเป็นกลุ่มของอะตอม ทั้งนี้ แรงยึดเหนี่ยวจะขึ้นอยู่กับ อิเล็กตรอนวงนอกของอะตอม (Valence Electron) เท่านั้น มีการถ่ายโอนหรือการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันทำให้เกิดพันธะเคมีที่มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนให้เกิดอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะขึ้นมา ทำให้โมเลกุลที่เกิดขึ้นมีความเสถียรขึ้น

โดยทั่วไปอะตอมของธาตุเมื่ออยู่ลำพังจะพยายามจัดตัวเอง อาจมีการรวมกับอะตอมของ ธาตุชนิดเดียวกัน หรือรวมกับอะตอมของธาตุต่างชนิดกัน เพื่อให้มีอิเล็กตรอนวงนอกสุดให้เหมือน กับแก๊สเฉื่อย ซึ่งมีการจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอนในลักษณะที่มีความเสถียร กล่าวคือ จำนวนวาเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมเท่ากับ 8 (ยกเว้น He ที่มีจำนวนวาเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ2ที่มีความเสถียรแล้ว) ซึ่งอะตอมอาจทำได้ดังนี้

1. ให้อิเล็กตรอนแก่อะตอมอื่น

2. รับอิเล็กตรอนจากอะตอมอื่น

3. ใช้อิเล็กตรอนร่วมกับอะตอมอื่น

พันธะเคมีที่จะกล่าวถึงในหน่วยนี้ได้แก่พันธะไอออนิกพันธะโคเวเลนต์พันธะโลหะและอิเล็กตรอนที่กล่าวถึงจะเป็นอิเล็กตรอนที่อยู่วงนอกสุดเท่านั้น

พันธะโลหะ

ความหมาย

พันธะหรือแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมต่างๆที่เกิดขึ้นภายในก้อนของโลหะโดยที่อะตอมต่างๆในก้อนโลหะทั้งหมดใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนร่วมกัน นั่นคือ พันธะโลหะเป็นแรงดึงดูดกันระหว่างไอออนบวกซึ่งอยู่กับที่กับเวเลนซ์อิเล็กตรอนซึ่งเคลื่อนที่ไปโดยรอบไอออนบวกเหล่านั้น

ตัวอย่างสารประกอบ

พันธะโลหะ ได้แก่ โลหะทุกชนิดรวมทั้งโลหะผสม เช่น Li, Mg, Na, Al, นาก, ทองเหลือง เป็นต้น

คุณสมบัติของพันธะโลหะ

•จุดเดือดจุดหลอมเหลวสูงมาก เพราะเป็นแรงดึงดูดระหว่างประจุทางไฟฟ้า ซึ่งยึดกันแน่นมาก

•นำไฟฟ้าได้ดีมากและนำได้ทุกทิศทาง เพราะมีอิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ได้ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น การนำไฟฟ้าจะลดลง และไม่นำไฟฟ้าถ้าอยู่ในสภาวะก๊าซ

•โลหะตีให้เป็นแผ่นบางๆได้ เนื่องจากผลึกในอนุภาคเลื่อนไถลได้ โดยไม่หลุดออกจากกัน เพราะกลุ่มเวเลนซ์อิเล็กตรอนทำหน้าที่ยึดอนุภาคไว้

•โลหะสะท้อนแสงได้ เพราะกลุ่มอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระเมื่อกระทบแสงจะรับและคายคลื่นแสงออกทำให้ผิวของโลหะสะท้อนแสงได้

•เขียนสูตรโมเลกุลไม่ได้ เขียนได้เฉพาะสูตรอย่างง่าย

เรียกหน่วยเล็กที่สุดว่า อะตอม

ยกตัวอย่างในชิวิตประจำวัน

• นิยมตีขึ้นรูปหรือหล่อเป็นเครื่องเรือน เครื่องใช้ เครื่องประดับหรืออุปกรณ์ต่างๆ
• มีประโยชน์ในการทำเครื่องและอาวุธ
• นิยมไปทำเครื่องประดับ

พันธะไอออนิก

ความหมาย

พันธะระหว่างอะตอมที่อยู่ในสภาพอิออนที่มีประจุตรงกันข้ามกันซึ่งเกิดจากการเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอน 11 ตัว หรือมากกว่า จากอิเล็กตรอนวงนอกสุดของอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่ง เพื่อให้จำนวนอิเล็กตรอนวงนอกสุด ครบออกเตต ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างอะตอมของโลหะกับอโลหะ โดยที่โลหะเป็นฝ่ายจ่ายอิเล็กตรอนในระดับพลังงานชั้นนอกสุดให้กับอโลหะ

คุณสมบัติของพันธะไอออนิก

• มีขั้ว เพราะสารประกอบไอออนิกไม่ได้เกิดขึ้นเป็นโมเลกุลเดี่ยว แต่จะเป็นของแข็งซึ่งประกอบด้วยไอออนจำนวนมาก ซึ่งยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงยึดเหนี่ยวทางไฟฟ้า

•ไม่นำไฟฟ้าเมื่ออยู่ในสภาพของแข็ง แต่จะนำไฟฟ้าได้เมื่อใส่สารประกอบไอออนิกลงในน้ำ ไอออนจะแยกออกจากกัน ทำให้สารละลายนำไฟฟ้าในทำนองเดียวกันสารประกอบที่หลอมเหลวจะนำไฟฟ้าได้ด้วยเนื่องจากเมื่อหลอมเหลวไอออนจะเป็นอิสระจากกัน เกิดการไหลเวียนอิเลคตรอนทำให้อิเลคตรอนเคลื่อนที่จึงเกิดการนำไฟฟ้า

•มีจุหลอมเหลวและจุดเดือดสูง ความร้อนในการทำลายแรงดึงดูดระหว่างไอออนให้กลายเป็นของเหลวต้องใช้พลังงานสูง

•สารประกอบไอออนิกทำให้เกิดปฏิกิริยาไอออนิก คือ ปฏิกิริยาระหว่างไอออนกับไอออน ทั้งนี้เพราะสารไอออนิกจะเป็นไอออนอิสระในสารละลาย ปฏิกิริยาจึงเกิดทันที

•สมบัติไม่แสดงทิศทางของพันธะไอออนิก สารประกอบไอออนิกเกิดจากไอออนที่มีประจุตรงกันข้ามรอบ ๆ ไอออนแต่ละไอออนจะมีสนามไฟฟ้าซึ่งไม่มีทิศทาง จึงทำให้เกิดสมบัติไม่แสดงทิศทางของพันธะไอออนิก

•เป็นผลึกแข็ง แต่เปราะและแตกง่าย

ตัวอย่างสารประกอบ

• NaCl      โซเดียมคลอไรด์
• KBr        โพแทสเซียมโบรไมด์
• BaBr2     แบเรียมโบรไมด์
• KNO3    โพแทสเซียมไนเตรต
• Cal2        แคลเซียมไอโอไดต์

ยกตัวอย่างในชีวิตประจำวัน

• โซเดียมคลอไรด์ มีบทบาทอย่างมากในอุตสาหกรรมอาหาร ทใช้ได้หลากหลายเพื่อเป็นเครื่องปรุงรสหรือใช้เพื่อการถนอมอาหาร
• แคลเซียมคลอไรด์ ใช้เป็นสารดูดความชื้นใช้ในเครื่องทำความเย็น ใช้ทำฝนเทียม
• แคลเซียมไอโอไดต์ ใช้ในการป้องกันต่อมไทรอยด์จากสารกัมมันตรังสีไอโอดีน 131 ที่รั่วและแพร่กระจายออกมาจากเหตุระเบิดของโรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์

พันธะโคเวเลนต์

ความหมาย

พันธะในสารประกอบที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอม 2 อะตอมที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีใกล้เคียงกันหรือเท่ากัน แต่ละอะตอมต่างมีความสามารถที่จะดึงอิเล็กตรอนไว้กับตัว อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะจึงไม่ได้อยู่ ณ อะตอมใดอะตอมหนึ่งแล้วเกิดเป็นประจุเหมือนพันธะไอออนิก หากแต่เหมือนการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันระหว่างอะตอมคู่ร่วมพันธะนั้นๆและมีจำนวนอิเล็กตรอนอยู่รอบๆ แต่ละอะตอมเป็นไปตาม กฎออกเตต เป็นพันธะที่เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนข้างนอกร่วมกันระหว่างอะตอมของธาตุหนึ่งกับอีกธาตุหนึ่งแบ่งเป็น 3 ชนิด ด้วยกัน

• พันธะเดี่ยว (Single covalent bond) เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 1 อิเล็กตรอน เช่น F2 Cl2 CH4 เป็นต้น
• พันธะคู่ ( Doublecovalent bond ) เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันของธาตุทั้งสองเป็นคู่ หรือ 2 อิเล็กตรอน เช่น O2 CO2 C2H4 เป็นต้น
• พันธะสาม ( Triple covalent bond ) เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 3 อิเล็กตรอน ของธาตุทั้งสอง เช่น N2 C2H2 เป็นต้น

คุณสมบัติของพันธะโคเวเลนต์ู

• มีสถานะเป็นของแข็ง ของเหลว หรือแก๊ส
• มีจุดหลอมเหลวต่ำ หลอมเหลวง่ายเนื่องจากการมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลที่ไม่่แข็งแรง สามารถถูกทำลายได้ง่าย
• มีทั้งละลาบน้ำและไม่ละลายน้ำ เช่น เอทานอลละลายน้ำ แต่เฮกเซนที่ไม่ละลายน้ำ
• สารประกอบโคเวเลยต์ไม่นำไฟฟ้าเนื่องจากมีประจุไฟฟ้าเป็นกลาง และอิเล็กตรอนทั้งหมดถูกใช้เป็นอิเ็กตรอน

ตัวอย่างสารประกอบ

• H2 ก๊าซไฮโดรเจน
• O2 ออกซิเจน
• Cl2 ก๊าซคลอรีน
• CH4 มีเทน
• H2O น้ำ

ยกตัวอย่างในชีวิประจำวัน

• ก๊าซไฮโดรเจน - การใช้กับรถยนต์ เพื่อประสิทธิภาพการเผาไหม้
• ก๊าซออกซิเจน - ใช้ในการหายใจและเผาผลาญอาหรใช้ในวงการแพทย์ในการช่วยรักษาโรคหลายชนิด
• น้ำ - น้ำมีความจำเป็นกับการเพาะปลูกเลี้ยงสัตว์ แหล่งน้ำเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของสัตว์อื่นๆ ซึ่งเราใช้เป็นอาหารในการอุตสาหกรรม ต้องใช้น้ำในขบวนการผลิตใช้ล้างของเสียใช้หล่อเครื่องจักรและระบายความร้อน ฯลฯ