พันธะเคมี

บทที่ 3

พันธะเคมี

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

        โดยทั่วไปอะตอมของธาตุเมื่ออยู่ลำพังจะพยายามจัดตัวเอง อาจมีการรวมกับอะตอมของ ธาตุชนิดเดียวกัน หรือรวมกับอะตอมของธาตุต่างชนิดกัน เพื่อให้มีอิเล็กตรอนวงนอกสุดให้เหมือน กับแก๊สเฉื่อย  ซึ่งมีการจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอนในลักษณะที่มีความเสถียร กล่าวคือ  จำนวนวาเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมเท่ากับ 8 (ยกเว้น He ที่มีจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ2ที่มีความเสถียรแล้ว) ซึ่งอะตอมอาจทำได้ ดังนี้
1.  ให้อิเล็กตรอนแก่อะตอมอื่น
2.  รับอิเล็กตรอนจากอะตอมอื่น
3.  ใช้อิเล็กตรอนร่วมกับอะตอมอื่น

พันธะไอออนิก (ionic bonds)

        พันธะไอออนิก คือ พันธะที่เกิดขึ้นอันเนื่องมาจากแรงดึงดูดทางไฟฟ้าสถิตระหว่างไอออนบวก(cation) และไอออนลบ(anion) อันเนื่องมาจากการถ่ายโอนอิเล็กตรอน จากโลหะให้แก่อโลหะ  โดยทั่วไปแล้วพันธะไอออนิกเป็นพันธะที่เกิดขึ้นระหว่างโลหะและอโลหะ ทั้งนี้เนื่องจากว่าโลหะมีค่าพลังงานไอออไนเซชัน(ionization energy)ต่ำ แต่อโลหะมีค่าสัมพรรคภาพอิเล็กตรอน(electron affinity)สูง ดังนั้นโลหะจึงมีแนวโน้มที่จะให้อิเล็กตรอน และอโลหะมีแนวโน้มที่จะรับอิเล็กตรอน

-โลหะเสียอิเล็กตรอนก็จะกลายเป็นไอออนบวก
-อโลหะเมื่อรับอิเล็กตรอนก็จะกลายเป็นไอออนลบ

        ประจุบวกและลบที่เกิดขึ้นก่อให้เกิดแรงดึงดูดทางไฟฟ้าซึ่งกันและกันเกิดเป็นพันธะไอออนิก
ตัวอย่างของสารประกอบไอออนิก     เช่น  LiF              AICI 3            CaF 2              NaI            MgO

สมบัติของสารประกอบไอออนิก 

-ส่วนใหญ่มักเป็นสารประกอบระหว่างโลหะกับอโลหะ
-มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง
-ในสภาวะปกติจะไม่สามารถนำไฟฟ้าได้เพราะเป็นของแข็ง
-เมื่อนำไปละลายน้ำจะแตกตัวเป็นไอออน และสามารถนำไฟฟ้าได้

พันธะโคเวเลนต์ 

        พันธะโคเวเลนต์ (Covalent Bond) เป็นพันธะที่พบมากที่สุดในโมเลกุลของสารประกอบทั่วไป เกิดจากการสร้างแรงยึดเหนี่ยวกันระหว่างอะตอม 2 อะตอม โดยอะตอมทั้งสองมีความต้องการที่จะดึงอิเล็กตรอนไว้กับตัวเพื่อให้มีจำนวนอิเล็กตรอนวงนอกสุดครบ 8 ตัว เหมือนแก๊สเฉื่อย หรืออาจกล่าวได้ว่าเป็นการใช้อิเล็กตรอนวงนอกสุดร่วมกันของแต่ละอะตอมในโมเลกุล ซึ่งพันธะโคเวเลนต์นี้มักเกิดระหว่างอโลหะด้วยกันเอง ซึ่งแต่ละอะตอมก็ต้องการรับอิเล็กตรอนด้วยกันทั้งคู่ เช่น  พันธะโคเวเลนต์ของคลอรีน (CI2)
        อิเล็กตรอนคู่ที่อะตอมทั้งสองใช้ร่วมกันเรียกว่าอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ


ชนิดของพันธะโคเวเลนต์ที่เกิดขึ้น พบได้ 3 รูปแบบดังนี้
         การเกิดพันธะระหว่างอะตอม 2 อะตอม ทำให้มีการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 1 คู่เรียกพันธะที่เกิดขึ้นว่า พันธะเดียว (Single Bond) เช่น พันธะในไฮโดรเจน H – H และพันธะในไฮโดรเจนคลอไรด์ H – CI
         การเกิดพันธะระหว่างอะตอม 2 อะตอม ทำให้มีการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 2 คู่  เรียกพันธะที่เกิดขึ้นว่าพันธะคู่ (Double Bond) เช่น พันธะในออกซิเจน O = O
         การเกิดพันธะระหว่างอะตอม 2 อะตอม ทำให้มีการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 3 คู่  เรียกพันธะที่เกิดขึ้นว่า พันธะสาม (Triple Bond) เช่น พันธะในไนโตรเจน N  N

สมบัติของสารประกอบโคเวเลนต์

-ส่วนใหญ่มักเป็นสารประกอบระหว่างอโลหะกับอโลหะ
-มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ำ
-ส่วนใหญ่ไม่ละลายในน้ำ แต่ถ้าละลายได้ก็จะไม่นำไฟฟ้า

พันธะโลหะ

                         พันธะโลหะ ( Metallic Bond ) เกิดจากการรวมตัวของอะตอมของโลหะหลาย ๆ อะตอมเข้าด้วยกัน เนื่องจากโลหะมีสถานะเป็นของแข็งจึงทำให้มีอนุภาคอยู่รวมกันอย่างหนาแน่นอิเล็กตรอนวงนอกสุดของโลหะจึงหลุดออกจากอะตอมหนึ่ง ๆ เป็นอิสระได้ง่าย อิเล็กตรอนอิสระนี้จะเคลื่อนที่ไปได้ในทุก ๆ อะตอมของโลหะนั้น แรงดึงดูดระหว่างอะตอมของพันธะโลหะจะแตกต่างจากพันธะไอออนิกโดยที่พันธะโลหะเป็นแรงดึงดูดระหว่างอิเล็กตรอนอิสระกับโปรตอนในนิวเคลียสของทุก ๆ อะตอมที่อิเล็กตรอนวิ่งวนไป

สมบัติของพันธะโลหะ

-นำความร้อนได้ดี
-นำไฟฟ้าได้
-รีดเป็นแผ่นได้ง่าย
-ดึงเป็นเส้นยาว ๆ ได้โดยไม่ขาดง่าย
-จุดหลอมเหลวสูง
-มีความเป็นมันวาว
-เชื่อมต่อกันได้

สรุป
        พันธะเคมี หมายถึง แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอม 2 อะตอม หรือไอออนเข้าไว้ด้วยกัน เป็นโมเลกุลหรือเป็นกลุ่มของอะตอม

        พันธะไอออนิกเป็นพันธะเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอม มีการให้และรับอิเล็กตรอนวงนอกสุดของอะตอม เกิดเป็นสารประกอบไอออนิก

        พันธะโคเวเลนต์ เป็นพันธะเคมีที่มีการใช้อิเล็กตรอนวงนอกสุดร่วมกันของแต่ละอะตอมในโมเลกุล เป็นพันธะที่พบมากที่สุดในโมเลกุลของสารประกอบทั่วไป

        พันธะโลหะเป็นพันธะเคมีที่เกิดขึ้นกับโลหะที่มีสถานะเป็นของแข็งโดยอิเล็กตรอนวงนอกสุดของโลหะจะหลุดออกจากอะตอมหนึ่งๆ และเป็นอิสระได้ง่าย มีการเคลื่อนที่ไปทุกๆอะตอมของโลหะนั้น จึงทำให้โลหะนำความร้อนได้ดี นำไฟฟ้าได้ รีดเป็นแผ่นได้ง่าย และดึงเป็นเส้นยาว ๆ ได้