พันธะ

พันธะโคเวเลนซ์คือแรงยึดเหนี่ยวภายในโมเลกุลซึ่งเกิดจากการใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนร่วมกันเป็นคู่ เพื่อให้จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนของธาตุคู่ร่วมพันธะทุกธาตุครบ 8 ตามกฎออกเตต ยกเว้นไฮโดรเจนซึ่งจะสร้างพันธะเพื่อจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนครบ2ธาตุที่จะสร้างพันธะโคเวเลนซ์มักจะเป็นอโลหะกับอโลหะแต่มีโลหะบางชนิด เช่น Be สามารถเกิดพันธะโคเวเลนซ์ได้

การเกิดและชนิดของพันธะโคเวเลนต์
พันธะโคเวเลนต์ (Covalent bond) มาจากคำว่า co + valence electron ซึ่งหมายถึง พันธะที่เกิดจากการใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนร่วมกัน ดังเช่น ในกรณีของไฮโดรเจน ดังนั้นลักษณะที่สำคัญของพันธะโคเวเลนต์ก็คือการที่อะตอมใช้เวเลนต์อิเล็กตรอนร่วมกันเป็นคู่ ๆ
-สารประกอบที่อะตอมแต่ละคู่ยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะโคเวเลนต์ เรียกว่า สารโคเวเลนต์
-โมเลกุลของสารที่อะตอมแต่ละคู่ยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะโคเวเลนต์เรียกว่าโมเลกุลโคเวเลนต์

1. การเกิดพันธะโคเวเลนต์
เนื่องจาก พันธะโคเวเลนต์ เกิดจากการใช้เวเลนต์อิเล็กตรอนร่วมกัน ซึ่งอาจจะใช้ร่วมกันเพียง 1 คู่ หรือมากกว่า 1 คู่ก็ได้
- อิเล็กตรอนคู่ที่อะตอมทั้งสองใช้ร่วมกันเรียกว่า “อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ”
- อะตอมที่ใช้อิเล็กตรอนร่วมกันเรียกว่า อะตอมคู่ร่วมพันธะ
· ถ้าอะตอมคู่ร่วมพันธะใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 1 คู่จะเกิดเป็นพันธะโคเวเลนต์ที่เรียกว่า พันธะเดี่ยว เช่น ในโมเลกุลของไฮโดรเจน
· ถ้าอะตอมคู่ร่วมพันธะใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 2 คู่จะเกิดเป็นพันธะโคเวเลนต์ที่เรียกว่า พันธะคู่ เช่น ในโมเลกุลของออกซิเจน
· ถ้าอะตอมคู่ร่วมพันธะใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 3 คู่จะเกิดเป็นพันธะโคเวเลนต์ที่เรียกว่า พันธะสาม เช่น ในโมเลกุลของไฮโดรเจน

จากการศึกษาสารโคเวเลนต์จะพบว่า ธาตุที่จะสร้างพันธะโคเวเลนต์ส่วนมากเป็นธาตุอโลหะกับอโลหะ ทั้งนี้เนื่องจากโลหะมีพลังงานไอออไนเซชันค่อนข้างสูง จึงเสียอิเล็กตรอนได้ยาก เมื่ออโลหะรวมกันเป็นโมเลกุลจึงไม่มีอะตอมใดเสียอิเล็กตรอน มีแต่ใช้อิเล็กตรอนร่วมกันเกิดเป็นพันธะโคเวเลนต์ อย่างไรก็ตามโลหะบางชนิดก็สามารถเกิดพันธะโคเวเลนต์กับอโลหะได้ เช่น Be เกิดเป็นสารโคเวเลนต์คือ BeCl2 เป็นต้น

2. ชนิดของพันธะโคเวเลนต์
ชนิดของพันธะโคเวเลนต์ พิจารณาจากจำนวนอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันของอะตอมคู่ร่วมพันธะ ดังนี้
ก. พันธะเดี่ยว เป็นพันธะโคเวเลนต์ที่เกิดจากอะตอมคู่สร้างพันธะทั้งสองใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 1 คู่ ใช้เส้น ( - ) แทนพันธะเดี่ยว

ข. พันธะคู่ เป็นพันธะโคเวเลนต์ที่เกิดจากอะตอมคู่สร้างพันธะทั้งสองใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 2 คู่ ใช้เส้น 2 เส้น ( = ) แทน 1 พันธะคู่ เช่นพันธะระหว่าง O ใน O2 , O กับ C ใน CO2 , C กับ H ใน C2H4

ค. พันธะสาม เป็นพันธะโคเวเลนต์ที่เกิดจากอะตอมคู่สร้างพันธะทั้งสองใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 3 คู่ ใช้เส้น 3 เส้น ( ) แทน 1 พันธะสาม เช่น พันธะระหว่าง N กับ N ใน N2 , N กับ C ใน HCN

การเขียนสูตรสารประกอบโคเวเลนต์
1. ให้เรียงลำดับธาตุให้ถูกต้องตามหลักสากล ดังนี้คือ Si , C , Sb , As , P , N , H , Te , Se , S , At , I , Br , Cl , O , F ตามลำดับ
2. ในสารประกอบโคเวเลนต์ ถ้าอะตอมของธาตุมีจำนวนอะตอมมากกว่าหนึ่งให้เขียนจำนวนอะตอมด้วยตัวเลขแสดงไว้มุมล่างทางขวา ในกรณีที่ธาตุในสารประกอบนั้นมีเพียงอะตอมเดียวไม่ต้องเขียนตัวเลขแสดงจำนวนอะตอม
3. หลักการเขียนสูตรสารประกอบโคเวเลนต์ที่มีอะตอมของธาตุจัดเวเลนต์อิเล็กตรอน เป็นไปตามกฎออกเตต ใช้จำนวนอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะของแต่ละอะตอมของธาตุคูณไขว้ เช่น

สูตรของสารประกอบของธาตุ H กับ S ; H และ S มีเวเลนต์อิเล็กตรอน 1 และ 6 ตามลำดับ ดังนั้น H และ S ต้องการอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะจำนวน 1 และ 2 ตามลำดับ เพื่อให้แต่ละอะตอมของธาตุมีการจัดอิเล็กตรอนแบบก๊าซเฉื่อย

สูตรของสารประกอบของธาตุ S กับ C ; S และ C มีเวเลนต์อิเล็กตรอน 6 และ 4 ตามลำดับ ดังนั้น S และ C ต้องการอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะจำนวน 2 และ 4 ตามลำดับ เพื่อให้แต่ละอะตอมของธาตุมีการจัดอิเล็กตรอนแบบก๊าซเฉื่อย

การเรียกชื่อสารประกอบโคเวเลนต์
1.สารประกอบของธาตุคู่ ให้อ่านชื่อธาตุที่อยู่ข้างหน้าก่อนแล้ว ตามด้วยชื่อธาตุที่อยู่หลังโดยเปลี่ยนเสียงพยางค์ท้ายเป็น ไอด์ ( ide)
2. ให้ระบุจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุด้วยเลขจำนวนในภาษากรีกดังนี้
1 = mono- (มอนอ) 2 = di- (ได)
3 = tri- (ไตร) 4 = tetra- (เตตระ)
5 = penta- (เพนตะ) 6 = hexa- (เฮกซะ)
7 = hepta- (เฮปตะ) 8 = octa- (ออกตะ)
9 = mona- (โมนะ) 10 = deca- (เดคะ)

3. ถ้าสารประกอบนั้น อะตอมของธาตุแรกมีเพียงอะตอมเดียวไม่ต้องระบุจำนวนอะตอมของธาตุนั้น แต่ถ้าธาตุข้างหลังในสารประกอบใด ถึงแม้มีเพียงหนึ่งอะตอมก็ต้องระบุจำนวนอะตอมด้วยคำว่า “มอนอ” เสมอ เช่น
N2O3 อ่านว่า ไดไนโตรเจนไตรออกไซด์
PCl5 อ่านว่า ฟอสฟอรัสเพนตะคลอไรด์
CO อ่านว่า คาร์บอนมอนอกไซด์
P2O5 อ่านว่า ไดฟอสฟอรัสเพนตะออกไซด์

ที่มา school.obec.go.th/banluang/Vit/Covo/COVO.htm

การเกิดพันธะไอออนิก

พันธะไอออนิก (Ionic bond) คือ แรงยึดเหนี่ยวที่เกิดในสาร โดยที่อะตอมของธาตุที่มีค่าพลังงานไอออไนเซชันต่ำ ให้เวเลนต์อิเล็กตรอนแก่อะตอมของธาตุที่มีค่าพลังงานไอออนไนเซชันสูง กลายเป็นไอออนที่มีประจุบวกและประจุลบ เมื่อไอออนทั้งสองเข้ามาอยู่ใกล้กันจะเกิดแรงดึงดูดทางไฟฟ้าที่แข็งแรงระหว่างประจุไฟฟ้าตรงข้ามเหล่านั้น ทำให้ไอออนทั้งสองยึดเหนี่ยวกันด้วย พันธะเคมีที่เรียกว่า “พันธะไอออนิก”
ตัวอย่างเช่น โครงสร้างของผลึกโซเดียมคลอไรด์เป็นของแข็ง รูปลูกบาศก์ ใสไม่มีสีในผลึก มีโซเดียมไอออนสลับกับคลอไรด์ไอออน เป็นแถว ๆ ทั้งสามมิติ มีลักษณะคล้ายตาข่าย โดยที่แตละไอออนจะมีไอออนต่างชนิดล้อมรอบอยู่ 6 ไอออน ดังรูป 2 รูป ข้างล่างดังนี้

โครงผลึกของสารประกอบโซเดียมคลอไรด์

แสดงไอออนในผลึก NaCl แต่ละไอออนถูกล้อมรอบด้วยไอออนตรงข้าม 6 ไอออน

เนื่องจากโลหะมีค่าพลังงานไอออไนเซชันต่ำ และอโลหะมีค่าพลังงานไอออไนเซชันสูง ดังนั้นพันธะไอออนิกจึงเกิดระหว่างธาตุโลหะ และอโลหะได้ดี กล่าวคือ อะตอมของโลหะให้เวเลนต์อิเล็กตรอนกับอะตอมของอโลหะ แล้วเกิดไอออนบวกของโลหะ และไอออนลบของอโลหะ ไอออนทั้งสองจะส่งแรงดึงดูดระหว่างประจุบวกและลบ เกิดเป็นพันธะไอออนิก และการที่โลหะให้เวเลนต์อิเล็กตรอนแก่อโลหะ เพื่อปรับให้มีเวเลนต์อิเล็กตรอนเป็นแปด แบบก๊าซเฉื่อย ส่วนอโลหะรับเวเลนต์อิเล็กตรอนมานั้นก็เพื่อปรับตัวเองให้เสถียรแบบก๊าซเฉื่อยเช่นกัน ไอออนบวกกับไอออนลบจึงดึงดูดกันด้วยแรงดึงดูดระหว่างประจุไฟฟ้าเกิดเป็นสารประกอบไอออนิก (Ionic compound)

1. การเขียนสูตรสารประกอบไอออนิก
การเขียนสูตรของสารประกอบไอออนิกใช้หลักดังนี้
1. เขียนไอออนบวกของโลหะหรือกลุ่มไอออนบวกไว้ข้างหน้า ตามด้วยไอออนลบของอโลหะ หรือกลุ่มไอออนลบ ยกเว้นสารประกอบไอออนิกที่เป็นเกลืออะซิเตต (CH3COO-) จะเขียนกลุ่มไอออนลบไว้ก่อนแล้วตามด้วยไอออนบวกของโลหะ เช่น CH3COONa , (CH3COO)2Ca
2. ไอออนบวกและไอออนลบ จะรวมกันในอัตราส่วนที่ทำให้ผลรวมของประจุเป็นศูนย์ ดังนั้นจึงต้องหาตัวเลขมาคูณกับจำนวนประจุบนไอออนบวก และไอออนลบให้มีจำนวนประจุเท่ากัน แล้วใส่ตัวเลขเหล่านั้นไว้มุมขวาล่างของแต่ละไอออน ซึ่งทำได้โดยใช้จำนวนประจุบนไอออนบวกและไอออนลบคูณไขว้กัน

2. การเรียกชื่อสารประกอบไอออนิก
การเรียกชื่อสารประกอบไอออนิกมีหลักเกณฑ์ดังนี้
1. สารประกอบธาตุคู่ (Binary compound) ถ้าสารประกอบเกิดจาก ธาตุโลหะที่มีไอออนได้ชนิดเดียวรวมตัวกับอโลหะ ให้อ่านชื่อโลหะที่เป็นไอออนบวก แล้วตามด้วยชื่ออโลหะที่เป็นไอออนลบโดยลงเสียงพยางค์ท้ายด้วย ไอด์ (ide) เช่น
ออกซิเจน เปลี่ยนเป็น ออกไซด์ (oxide)
ไฮโดรเจน เปลี่ยนเป็น ไฮไดรด์ (hydride)
คลอรีน เปลี่ยนเป็น คลอไรด์ (chloride)
ไอโอดีน เปลี่ยนเป็น ไอโอไดด์ (iodide)

ตัวอย่าง การอ่านชื่อสารประกอบไอออนิกธาตุคู่
NaCl อ่านว่า โซเดียมคลอไรด์
CaI2 อ่านว่า แคลเซียมไอโอไดด์
KBr อ่านว่า โพแทสเซียมโบรไมด์
NH4Cl อ่านว่า แอมโมเนียมคลอไรด์

ถ้าสารประกอบที่เกิดจากธาตุโลหะเดียวกันที่มีไอออนได้หลายชนิด รวมตัวกับอโลหะ ให้อ่านชื่อโลหะที่เป็นไอออนบวกแล้วตามด้วยค่าประจุของไอออนโลหะโดยวงเล็บเป็นเลขโรมัน แล้วตามด้วยอโลหะที่เป็นไอออนลบโดยเปลี่ยนเสียงพยางค์ท้ายเป็นไอด์ (ide) เช่น
Fe เกิดไอออนได้ 2 ชนิด คือ Fe2+ และ Fe3+
FeCl2 อ่านว่า ไอร์ออน (II) คลอไรด์
FeCl3 อ่านว่า ไอร์ออน (III) คลอไรด์
Cu เกิดไอออนได้ 2 ชนิด คือ Cu+ และ Cu2+
Cu2S อ่านว่า คอปเปอร์ (I) ซัลไฟด์
CuS อ่านว่า คอปเปอร์ (II) ซัลไฟด์

2. สารประกอบธาตุสามหรือมากกว่า ถ้าสารประกอบเกิดจากไอออนบวกของโลหะ หรือกลุ่มไอออนบวกรวมตัวกับ กลุ่มไอออนลบ ให้อ่านชื่อไอออนบวกของโลหะ (โลหะนั้นเกิดไอออนบวกได้ชนิดเดียว) หรือกลุ่มไอออนบวก แล้วตามด้วยชื่อกลุ่มไอออนลบ เช่น
Na2SO4 อ่านว่า โซเดียมซัลเฟต
CaCO3 อ่านว่า แคลเซียมคาร์บอเนต
KNO3 อ่านว่า โพแทสเซียมไนเตรต
Ba(OH)2 อ่านว่า แบเรียมไฮดรอกไซด์
(NH4)3PO4 อ่านว่า แอมโมเนียมฟอสเฟต

ถ้าสารประกอบเกิดจากโลหะที่เกิดไอออนได้หลายชนิดรวมตัวกับกลุ่มไอออนลบ ให้อ่านชื่อไอออนบวกของโลหะแล้ววงเล็บค่าประจุของไอออนบวกนั้น แล้วจึงอ่านชื่อกลุ่มไอออนลบตามหลัง เช่น
Cr เกิดไอออนได้ 2 ชนิด คือ Cr2+ กับ Cr3+
CrSO4 อ่านว่า โครเมียม (II) ซัลเฟต
Cr2 (SO4)3 อ่านว่า โครเมียม (III) ซัลเฟต
Hg เกิดไอออนได้ 2 ชนิดคือ Hg22+ (Hg+) และ Hg2+
Hg2(NO3)2 อ่านว่า เมอคิวรี (I) ไนเตรต
Hg(NO3)2 อ่านว่า เมอคิวรี (II) ไนเตรต

ที่มา school.obec.go.th/banluang/Vit/Covo/COVO.htm

พันธะไฮโดรเจน

พันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ำ ซึ่งในรูปแทนด้วยเส้นดำ ส่วนเส้นแดงเป็นพันธะโควาเลนต์ที่ยึดเกาะกันระหว่าง ออกซิเจน (สีแดง) และ ไฮโดรเจน (สีน้ำเงิน)
พันธะไฮโดรเจน (อังกฤษ: Hydrogen bond) เป็นแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลโควาเลนต์ ที่มีขั้วรุนแรง มีความแข็งแรงมากกกว่าแรงระหว่างโมเลกุลอื่นๆ แต่แรงยึดเหนี่ยวนี้มีความแข็งแรงน้อยกว่าพันธะโควาเลนตและพันธะไอออนิกอยู่มาก นอกจากนี้ ในโมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น โปรตีน หรือ กรดนิวคลีอิก ก็อาจมีพันธะไฮโดรเจนภายในโมเลกุลได้
เหตุที่เรียกแรงยึดเหนี่ยวนี้ว่าพันธะไฮโดรเจน เพราะว่าโมเลกุลที่จะเกิดพันธะไฮโดรเจนนั้น จะมีธาตุไฮโดรเจนที่เกิดพันธะโควาเลนต์กับธาตุที่มีอิเล็กโตรเนกาทิวิตีสูง ได้แก่ ไนโตรเจน ออกซิเจน และฟลูออรีน เกิดแรงดึงดูดกับธาตุเหล่านี้ของอีกโมเลกุลหนึ่ง โดยธาตุเหล่านี้จะดึงดูดกลุ่มหมอกอิเล็กตรอน มาอยู่ที่อะตอมเหล่านั้น จนทำให้เกิดสภาพขั้วบวกที่อะตอมของไฮโดรเจน และดึงดูดกับอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวของอีกโมเลกุลหนึ่งอย่างรุนแรงเกิดพันธะไฮโดรเจนขึ้น

ที่มา th.wikipedia.org/wiki/พันธะเคมี