ครูวิชาการสาขาเคมี โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์

งานนำเสนอเรื่อง: "ครูวิชาการสาขาเคมี โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 ครูวิชาการสาขาเคมี โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
1 ว เคมีพื้นฐาน พันธะเคมี นายศราวุทธ แสงอุไร ครูวิชาการสาขาเคมี โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

2 พันธะเคมี แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอม พันธะโคเวเลนต์ พันธะไอออนิก
กฎออกเตต พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

3 พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

4 แรงยึดเหนี่ยวระหว่าง อะตอม
แรงดึง แรงผลัก พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

5 พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

6 พันธะไอออนิก พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

7 Ionic Lewis symbols Ionic bonding Electronegativity and bondpolarity
Born-Haber cycle พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

8 กฎ ออกเตต In 1916, Gilbert N. Lewis pointed
out that the lack of chemical reactivity of the noble gases indicates a high degree of stability of their electron Configurations the octet rule – อะตอมหรือไอออน ที่มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนตามแบบก๊าซเฉื่อย โดยจำนวนอิเล็กตรอนวงนอกเท่ากับแปด พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

9 Chapter 3. Chemical Bonds
Ions and Octet Rule Chapter 3. Chemical Bonds Na e 1s22s22p63s1 Na e 1s22s22p6 8 valence electrons, stable Na e 1s22s22p5 not stable Na e 1s22s22p63s2 not stable พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

10 Example: NaCl versus Na+Cl-
Properties of Ions Example: NaCl versus Na+Cl- Na: [Ne]3s1 Cl: [Ne]3s23p5 Na+: [Ne] Cl-: [Ne]3s23p6 = [Ar] พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

11 cations - name of atom + “ion”
การเรียกชื่อไอออน cations - name of atom + “ion” พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

12 การเรียกชื่อไอออน anions - end with “-ide”
O2- - oxide; S2- - sulfide; F- - fluoride Cl- - chloride; Br- - bromide; I- - iodide see Table 3.1 p.58 พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

13 สัญลักษณ์แบบจุดของ Lewis
(Electron - Dot Symbols for Elements in Periods 2 & 3) พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

14 Lewis (electron-dot) symbols:
เขียนเฉพาะอิเล็กตรอนวงนอกของ atoms หรือ ions octet rule : atoms tend to gain, lose, or share electrons until they reach the nearest noble gas configuration พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

15 การเกิดพันธะไอออนิก ionic bond - attraction between positive and negative ions ionic compound - compound formed by combination of positive and negative ions Na (1s22s22p63s1) + Cl (1s22s22p63s23p5) sodiun atom chlorine atom Na+ (1s22s22p6) Cl- (1s22s22p63s23p6) sodium ion chloride ion octet octet _ Na Cl: > Na :Cl : พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

16 Ionic “bond”: electrostatic attraction between ions of opposite charge
metal + nonmetal  ionic compound low IE low EA gives up e– high IE high EA takes e– transfer of electrons พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

17 การเสียวาเลนซ์อิเล็กตรอนของโลหะ ไปยังออบิตอลของ วาเลนซ์อิเล็กตรอนของอะโลหะ
พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

18 กระบวนการเกิดพันธะไอออนิก
พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

19 ตัวอย่างการเรียกชื่อสารประกอบไอออนิก
Binary Inorganic Compounds: name cation first, anion second NaCl sodium chloride MgO magnesium oxide KBr potassium bromide Ag2S silver sulfide CuCl2 copper (II) chloride or cupric chloride CuCl copper (I) chloride or cuprous chloride FeBr3 iron (III) bromide or ferric bromide FeBr2 iron (II) bromide or ferrous bromide ic - suffix for higher charge ous - suffix for lower charge พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

20 ตัวอย่างการเรียกชื่อสารประกอบไอออนิก
สารประกอบไอออนิกที่เป็นประเภท Polyatomic Ions polyatomic ions - an ion ที่มีจำนวนอะตอมมากกว่าหนึ่งอะตอม , ดูจากตารางการเรียกชื่อ polyatomic ion เรียก cation ก่อน , anion ตาม. KHCO3 potassium bicarbonate Al2(SO4) aluminum sulfate NH4NO3 ammonium nitrate พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

21 โครงสร้างของสารประกอบไอออนิก
พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

22 แบบ CsCl แบบ NaCl พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

23 Born-Haber Cycles ตัวอย่าง sodium chloride: Na+ (g) + e- + Cl (g)
enthalpy H Na+ (g) + e- + Cl (g) H first ionisation energy H first electron affinity Na (g) + Cl (g) Na+ (g) + Cl- (g) H atomisation H lattice association Na (g) + ½ Cl2 (g) H atomisation Na (s) + ½ Cl2 (g) H formation NaCl (s) พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

24 Born-Haber Cycles Apply Hess’s Law: There are two routes from
elements to ionic compound enthalpy H NaCl (s) Na+ (g) + Cl- (g) H lattice association Na (s) + ½ Cl2 (g) H formation H atomisation Na (g) + ½ Cl2 (g) Na (g) + Cl (g) Na+ (g) + e- + Cl (g) H first ionisation energy H first electron affinity Apply Hess’s Law: HatmNa + HatmCl + H1st IE + H1st EA + Hlattice = Hformation พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

25 พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

26 Lattice Energy Lattice energy is the energy required to separate one mole of ionic solid into its gaseous ions. พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

27 Lattice energy สามารถใช้กฎของคูลอมบ์ในการคำนวณได้โดยความสัมพันธ์ดังนี้
- U = k z1z2/d z1 และ z2 = ประจุของ ions บวก และ ลบ d = ระยะระหว่าง ions พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

28 พิจารณาค่าพลังงาน Lattice ของสารประกอบ ไอออนิก LiF > NaF > KF
ตัวอย่าง MgO vs. CsBr ความแข็งแรงของผิลึกสามารถดูจาก melting point MgO, 2852 °C and CsBr, 636 °C พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

29 พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

30 Ionic Bonds As Intermolecular” Forces
There are no molecules in an ionic solid, and therefore there can’t be any intermolecular forces. There are simply inter-ionic attractions. Lattice energy is a measure of the strength of inter-ionic attraction. The attractive force between a pair of oppositely charged ions increases as the charges on the ions increase and as the ionic radii decrease. Lattice energies increase accordingly. พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

31 Interionic Forces of Attraction
พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

32 Ion-Dipole Forces in Dissolution
พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

33 พลังงานกับการละลายน้ำของสารประกอบไอออนิก
พลังงานแลตทิซ (Lattice energy) คือ พลังงานที่คายออกมารวมกันเป็นของแข็งไอออนิก 1 โมล พลังงานไฮเดรชัน (Hydration energy) คือ พลังงานที่คายออกมาเมื่อไอออนของก๊าซรวมกับน้ำ พลังงานการละลาย (Heat of Solution) คือ พลังงานที่คายออกหรือดูดเข้าไป จากการละลายสาร 1 โมล ในตัวทำละลายตามจำนวนที่กำหนดให้กมาเมื่อไอออนในสภาวะก๊าซที่มีประจุตรงข้าม พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

34 ตัวอย่างการหาพลังงานในการละลายน้ำของสารประกอบไอออนิก
การละลาย NaOH (s) มี 2 ขั้นตอน คือ ขั้นที่ 1 ……………………………………. พลังงานแลตทิซ = kJ/mol ขั้นที่ 2 ……………………………………. พลังงานไฮเดรชัน = kJ/mol ก. จงเขียนสมการแสดงการละลายในขั้นที่ 1 และ 2 ข. จงหาพลังงานในการละลาย NaOH (s) พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

35 Properties of Molecules
Water Molecules Surround Ions Properties of Molecules พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

36 Electrical Conductance of Ionic Compounds
พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

37 ความสามารถในการละลาย
insoluble Soluble ตัวถูกละลาย < g / H2O 100 g ที่ 25 0C = แสดงว่าไม่ละลาย ตัวถูกละลาย ถึง 1 g / H2O 100 g ที่ 25 0C = ละลายได้บางส่วน ตัวถูกละลาย > 1 g / H2O 100 g ที่ 25 0C = แสดงว่าละลาย พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

38 พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

39 Soluble Ionic Compounds
1. สารประกอบของธาตุ Group 1A(1) ions (Li+, Na+, K+, etc.) และ ammonium ion (NH4+) สามารถละลายได้ดี 2. สารประกอบ nitrates (NO3-), acetates (CH3COO- or C2H3O2-) และ perchlorates (ClO4-) ละลายได้ดี 3. สารและกอบ chlorides (Cl-), bromides (Br-) and iodides (I-) are soluble, ยกเว้น เกิดกับ of Ag+, Pb2+, Cu+, and Hg22+. 4) สารประกอบ sulfates (SO42-) ละลายได้, ยกเว้น เกิดกับ Ca2+ ,Sr2+, Ba2+, and Pb2+. Insoluble Ionic Compounds 1. สารประกอบโลหะ hydroxides ไม่ละลาย, ยกเว้น เกิดกับ Group 1A(1) และ Group 2A(2) (ตั้งแต่ Ca2+ ลงมา). 2. สารประกอบ carbonates (CO32-) และ phosphates (PO43-) ไม่ละลาย, ยกเว้น เกิดกับ Group 1A(1) และ NH4+. 3. สารประกอบ sulfides are ไม่ละลาย ยกเว้น เกิดกับ Group 1A(1), Group 2A(2) และ NH4+. พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

40 Writing Reactions - Ways to write reactions: silver nitrate + sodium chloride 1) Molecular Equation (ME): Write all as molecules Example: AgNO3 + NaCl ) AgCl(s) + NaNO3 2) Complete Ionic Equation (CIE): Write soluble ionic compounds as ions; show all ions. Example: Ag+ + NO3- + Na+ + Cl- ----) AgCl(s) + Na+ + NO3- 3) Net Ionic Equation (NIE): Eliminate Spectator Ions Example: Ag+ + Cl ) AgCl(s) พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

41 Reaction Types A. Precipitation Reactions
- If reaction produces new insoluble product, then can be classified as a precipitation reaction. - Can predict a product from the solubility rules. Method: Write soluble ionic reactants as ions. Check to see if insoluble product can form. If can, then this is a product & a driving force for the reaction. Example: Predict product when mix K2SO4 & BaCl2 and write CIE and NIE 2K+ + SO42- + Ba2+ + 2Cl ) BaSO4(s) + 2K+ + 2Cl- Ba SO ) BaSO4(s) (NIE) พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

42 Reaction Types B. Acid-Base Rxns
1. Definitions Arrhenius: Acid = substance which releases H+ in water. Base = substance which releases OH- in water. Examples: HCl ) H+ + Cl- NaOH ) Na+ + OH- Bronsted-Lowry: Acid = Proton Donar Base = Proton Acceptor Example: NH3 + HCl -----) NH4Cl พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

43 Ca3(PO4)2 K2S Mg(NO3)2 AgI BaSO4 (NH4)2SO4
Using the solubility rules, classify the following as soluble or insoluble Ca3(PO4)2 K2S Mg(NO3)2 AgI BaSO4 (NH4)2SO4 พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร

44 แหล่งอ้างอิง Martin S. Silberberg, Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change, McGraw-Hill Higher Education, 2004 Raymond Chang, Chemistry, Williams College, McGraw-Hill Higher Education, 2002 พันธะเคมี อ.ศราวุทธ แสงอุไร