ch 02 ionic bond
TRANSCRIPT
![Page 1: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/1.jpg)
พนธะเคม Chemical bonding
![Page 2: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/2.jpg)
H2 H2O NH3 CH4
สารตางๆ ในธรรมชาตอาจอยเปนโมเลกลหรอผลก เกดจากอะตอม 2 อะตอมขนไปน าเวเลนซอเลกตรอนมาสรางพนธะเคมรวมกนจงเกดเปนแรงยดเหนยวซงกนและกนท าใหสารมความเสถยรมากขน
![Page 3: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/3.jpg)
นยามพนธะเคม
แรงยดเหนยวระหวางอนภาคของสารเพอใหอะตอมรวมกนเปนโมเลกลหรอใหโมเลกลรวมกนเปนกลมกอน
ไอออน-ไอออน อะตอม-อะตอม โมเลกล-โมเลกล
![Page 4: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/4.jpg)
แรงยดเหนยวระหวางโมเลกลแบงออกเปน 2 ประเภท
แรงยดเหนยวระหวางอะตอมหรอไอออนของธาต
แรงยดเหนยวระหวางโมเลกล
พนธะโคเวเลนต (covalent bonds)
พนธะไฮโดรเจน (hydrogen bonds)
พนธะไอออนก (ionic bonds)
แรงแวนเดอรวาลส (Van der Waals forces)
พนธะโลหะ ( metallic bonds)
แรงดงดดระหวางโมเลกล-ไอออน (molecule-ion attractions)
![Page 5: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/5.jpg)
พนธะไอออนก (Ionic bond)
พนธะไอออนก หมายถง แรงยดเหนยวระหวางไอออนบวกและไอออนลบทเกดจากอะตอมใหและรบอเลกตรอนกนเพอใหมเวเลนตอเลกตรอนเทากบ 8
![Page 6: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/6.jpg)
พนธะไอออนก (Ionic bond)
คอแรงทเกดจากประจไฟฟาบวก (+) และลบ (-) ดงดดเขาหากนและเรยกสารทเกดขนวาสารไอออนก (Ionic Compound) สารไอออนกเกดจากโลหะให Valence - electron แกอโลหะทงนเพราะโลหะมคา IE1 ตา แตอโลหะมคา EN สง เชน
atom ทสญเสย e- จะกลายเปน ไอออนบวก (Cation) atom ทรบ e- จะกลายเปน ไอออนลบ (Anion)
![Page 7: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/7.jpg)
เชน NaCl
Na11
1s 2s 2p 3s 3p 3d Cl9
1s 2s 2p 3s 3p 3d
อาจกลาวไดวากลไกการเกดพนธะไอออนกเกดผานปฏกรยา 2 ขนตอนดงน 1. ขนการแตกไอออนของ Na และการรบอเลกตรอนของ Cl
Na . Na+ + e-
Cl . . . . . . . + e- Cl . . . . . . . . -
![Page 8: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/8.jpg)
2. ไอออนทเกดขนมารวมกน Na+ Cl . . . . . . . . - + Na+ Cl . . . . . . . . -
กรณอนทสามารถเกดพนธะไอออนกได
เชน การเผาแคลเซยมในบรรยากาศออกซเจน
2Ca(s) + O2(g) 2CaO
การเผาลเทยมในอากาศ 4Li(s) + O2(g) 2Li2O
![Page 9: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/9.jpg)
โลหะ (IE ต ากวา) อโลหะ (IE สงกวา)
![Page 10: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/12.jpg)
ลกษณะสาคญของสารประกอบไอออนก 1. พนธะไอออนกเปนพนธะทเกดจาก ไอออนของโลหะ + ไอออนของอโลหะ เชน NaCl, MgO, KI 2. พนธะไอออนก อาจเปนพนธะเคมทเกดจากธาตทมคาพลงงานไอออไนเซชนตากบธาตทมคาพลงงาน
ไอออไนเซชนสง 3. พนธะไอออนก อาจเปนพนธะทเกดจากไอออนบวกทเปนกลมอะตอมของอโลหะ เชน 4. สารประกอบไอออนกไมมสตรโมเลกล มแตสตรเอมพรคล ( สตรอยางงาย ) 5.สารประกอบไอออนกมจดเดอดและจดหลอมเหลวสง 6. สารประกอบไอออนกในภาวะปกตเปนของแขง ประกอบไอออนบวกและไอออนลบ ไอออนเหลานไม
เคลอนท ดงนนจงไมนาไฟฟา แตเมอหลอมเหลวหรอละลายนา จะแตกตวเปนไอออนและเคลอนทได เกดเปนสารอเลกโทรไลตจงนาไฟฟาได
![Page 13: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/13.jpg)
![Page 14: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/14.jpg)
![Page 15: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/15.jpg)
ตวอยาง จงเขยนสตรของสารประกอบไอออนกตอไปน ก. Na+ กบ O2- ข. Ca2+ กบ Cl- ค. NH4
+ กบ SO42-
![Page 16: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/17.jpg)
จงเขยนสตรอยางงายของสารประกอบไอออนกตอไปน 1. Na กบ Cl 2. Mg กบ P 3. Mg กบ O 4. Mg กบ N
5. Na+ กบ CO32- 6. Ca2+ กบ PO4
3-
7. Na กบ S 8. Mg กบ Cl 9. Al กบ O 10. PO4
3- กบ Na+
NaCl Mg3P2
MgO Mg3N2
Na2CO3 Ca3(PO4)2
Na2S MgCl2
Al2O3 Na3PO4
![Page 18: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/18.jpg)
การอานชอสารประกอบไอออนก
อานชอไอออนบวกกอน หรอกลมโลหะ
อานชอไอออนลบ ตามหลง
ไมตองอานเลขทแสดงจ านวนอะตอม (ทอยดานลางขวา)
ชอโลหะใหลงทายดวยไอด(-ide) เชน oxide, chloride, sulphide ถาเปนพวกอนมลกรด ใหอานตามชอ เชน ซลเฟต ฟอตเฟต คารบอเนต
* เมอไอออนบวกเปนโลหะทรานซชน ใหบอกเลขโรมนในวงเลบ ( ) ดวย
![Page 19: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/19.jpg)
เชน ไฮโดรเจน เปน ไฮไดรด (hydride) คลอรน เปน คลอไรด (chloride) โบรมน เปน โบรไมด (bromide)
![Page 20: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/22.jpg)
BaCl2 barium chloride
K2O potassium oxide
Mg(OH)2 magnesium hydroxide
KNO3 potassium nitrate
การเรยกชอทางเคม
FeCl2 iron (II) chloride Cr2S3 chromium (III) sulfide Cu(NO3)2 copper (II) nitrate
NH4ClO3 ammonium chlorate
![Page 23: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/23.jpg)
สมบตบางประการของสารประกอบไอออนก
สารประกอบไอออนกทกชนดมสถานะเปนของแขง หรอผลก ทอณหภมหอง และเปราะ
โครงสรางของสารประกอบไอออนกมลกษณะเปนผลก
ผลกสารประกอบไอออนกมรปทรงเปนรปลกบาศก ประกอบ ดวยไอออนบวกและไอออนลบเรยงสลบกนเปนสามมตแบบตางๆ ไมสามารถแยกเปน โมเลกลเดยวๆ ได
![Page 24: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/24.jpg)
2. สารประกอบไอออนกในภาวะปกตเปนของแขง ประกอบดวยไอออนบวกและไอออนลบ ไอออนเหลานไมเคลอนท จงไมนาไฟฟา แตเมอหลอมเหลวหรอละลายนา จะแตกตวเปนไอออนและเคลอนทได จงนาไฟฟาได
สมบตบางประการของสารประกอบไอออนก
![Page 25: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/25.jpg)
3. สารประกอบไอออนกมจดดอดและจดหลอมเหลวสงมาก
4. สารประกอบไอออนกบางชนดละลายนาไดดและบางชนด
ไมละลายนา
การทสารประกอบไอออนกละลายนาไดเนองจากแรงดงดดระหวางโมเลกลของนากบไอออนมคามากกวาแรงยดเหนยวระหวางไอออนบวกกบไอออนลบ
สมบตบางประการของสารประกอบไอออนก
![Page 26: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/26.jpg)
การพจารณาความเปนไอออนกหรอโควาเลนต
ถามคา EN ตางกนมากๆ จะมสมบตความเปน ไอออนกมาก แตถามคา EN ตางกนนอย จะมสมบตความเปนโควาเลนตมาก
* โดยทวไปถาธาตครวมพนธะมคา EN ตางกนมากกวา 1.8
ขนไป จดเปน “พนธะไอออนก”
![Page 27: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/27.jpg)
พลงงานกบการเกดสารประกอบไอออนก
การศกษาการเปลยนแปลงพลงงานในการเกดสารประกอบไอออนก วธการทพจารณาการเปลยนแปลงของพลงงานทเกดขน พจารณาจาก
วฏจกรบอรน-ฮารเบอร
![Page 28: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/28.jpg)
![Page 29: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/29.jpg)
พลงงานแลตทซของสารประกอบไอออนก (Lattice Energy of Ionic Compound) ปกตคาพลงงาน IE, EA จะแสดงถงความเปนไปไดทจะเกดสารประกอบ ไอออนก โดยความเสถยรของสารประกอบไอออนกวดไดจาก พลงงานแลตทซ (Lattice Energy)
นยาม “ พลงงานทใชท าใหสารประกอบไอออนกทเปนของแขง 1 mole กลายเปนไอออนของกาซ ”
Lattice energy (kJ/mol) m.p. (oC) LiF 1,017 845
LiCl 828 610 LiBr 787 550 LiI 732 450
** พลงงานทคายออกมา เมอไอออนในภาวะแกส ท าปฏกรยากน เกดเปนสารประกอบไอออนกทเปนของแขง เรยกวา “พลงงานโครงผลก/พลงงานแลตทซ”(U)
![Page 30: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/30.jpg)
การคานวณคาพลงงานแลตทซโดยใช Born – Habor Cycle พลงงานแลตทซวดโดยตรงไมได ตองคานวณทางออมโดยใช Born–Habor cycle ซงแบงออกเปนขนตอนยอย ๆ แสดงความสมพนธระหวาง Lattice energy กบ IE, EA และ คณสมบตของไอออนหรอโมเลกลนนๆ
ตวอยาง จงคานวณคาพลงงานแลตทซของสมการ LiF (s) Li + (g) + F – (g) , H = ?
![Page 31: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/31.jpg)
พลงงานกบการเกดสารประกอบไอออนก
Na(s) Na(g) ∆ H1 = +107 kJ/mol
½ Cl2(g) Cl(g) ∆H2 = +122 kJ/mol
Na (g) Na+ (g) + e- ∆H3 = +496 kJ/mol
Cl (g) + e- Cl- (g) ∆H4 = - 349 kJ/mol
Na+(g) + Cl-(g) NaCl(s) ∆H5 = - 787 kJ/mol
1
2
3
4
5
E การระเหด
E การสลายพนธะ
IE
EA
E แลตทซ
![Page 32: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/32.jpg)
Na(s) + 1/2Cl2(g) เรมตน
Na(g) + 1/2Cl2(g)
Na(g) + Cl(g)
Na+ (g) + e - + Cl(g)
Na+(g) + Cl-(g)
NaCl (s) ∆Hf = -411 kJ/mol
∆H1 = +107 kJ
∆H2 = +122 kJ
∆H3 = +496 kJ ∆H4 = -349 kJ
∆H5 = -787 kJ 1
2
3 4
5
∆Hf = (+107)+(+122)+(+496)+(-349)+(-787) = - 411 kJ/mol
วฏจกรบอรน – ฮาเบอร
สดทาย
∆Hf คอ พลงงานรวมของปฏกรยา
![Page 33: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 34: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/36.jpg)
จะเขยนไดวา Hof = Ho
1 + Ho2 + Ho
3 + Ho4 + Ho
5 -594.1 kJ = 155.2 kJ + 75.3 kJ + 520 kJ - 328 kJ + Ho
5 ดงนน H0
5 = - 1,017 kJ พลงงานแลตทซของ LiF เทากบ -1,017 kJ
?
![Page 37: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/37.jpg)
เราสามารถอธบายการเกด LiF (s) ออกเปนขนตอนยอย 5 ขนตอนคอ 1. Li (s) Li (g) Ho
1 = 155.2 kJ (Sublimation) 2. ½ F2 (g) F (g) Ho
2 = 75.3 kJ (Dissociation) 3. Li (g) Li+ (g) + e- Ho
3 = 520 kJ (IE) 4. F (g) + e- F – (g) Ho
4 = - 328 kJ (EA) 5. Li+ (g) + F – (g) LiF (s) Ho
5 = ? Li (s) + ½ F2 (g) LiF (s) Ho
f = - 594.1 kJ จะเขยนไดวา Ho
f = Ho1 + Ho
2 + Ho3 + Ho
4 + Ho5
-594.1 kJ = 155.2 kJ + 75.3 kJ + 520 kJ - 328 kJ + Ho5
ดงนน H05 = - 1,017 kJ
พลงงานแลตทซของ LiF เทากบ -1,017 kJ
![Page 38: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/38.jpg)
การละลายนาของสารประกอบไอออนก
Cl- ไอออน
Na+ ไอออน
โมเลกลน า NaCl
o
o o
o
o o
H H H
H
H H
H
H
H H H
H
H O H
H O H
![Page 39: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/39.jpg)
ขนตอนการละลายนา 1. ทาใหอนภาคของของแขงแยกออกจากกน เปนการทาลายแรงยดเหนยวระหวางอนภาค ขนตอนนตองใชพลงงานซงมคาเทากบพลงงานโครงรางผลก (พลงงานโครงรางผลก Lattice energy คอ พลงงานทใชแยกอนภาคของของแขงออกจากกนในภาวะแกส) จะได NaCl(s) + พลงงานโครงรางผลก Na+(g) + Cl-(g) : ดดพลงงาน H1 ขนตอนนเปนการดดพลงงานเพอสลายพนธะเดมของ NaCl 2. อนภาคทถกแยกออกมาจากขนตอนแรกจะไปจบกบอนภาคนา อนภาคของนาจะคายพลงงานออกมาจานวนหนง เรยกวา พลงงานไฮเดรชน (Hydration energy) Na+(g) + Cl-(g) Na+(aq) + Cl-(aq) : คายพลงงาน H2 ขนตอนนเปนการคายพลงงานเพอสรางพนธะกบนา โดย aq มาจาก aqueous หมายถง สารละลายทมนาเปนตวทาละลาย
![Page 40: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/40.jpg)
ถาเรารวมขนตอนทง 2 เขาดวยกนจะได NaCl(s) + พลงงานโครงรางผลก Na+(aq) + Cl-(aq) : H3 โดย : H3 = H1 - H2
ถา H3 เปนคาบวกแสดงวาดดความรอน ถา H3 เปนคาลบแสดงวาคายความรอน ถา H3 แสดงวาไมดดไมคายความรอน
ขนตอนการละลายนา
![Page 41: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/41.jpg)
พลงงานไฮเดรชน (hydration energy) เปนพลงงานทปลอย (คาย) ออกมา เมอ ไอออนบวกและไอออนลบในสถานะแกสทหลดออกมาจากโครงผลก ของสารประกอบไอออนกถกโมเลกลนาลอมรอบ เกดเปนแรงยดเหนยวระหวาง โมเลกลของนากบไอออนบวกและลบ ดงสมการ
Na+(g) + Cl-(g) Na+ (aq) + Cl-(aq) + 764 kJ/mol
พลงงานแลตทช (Lattice energy) เปนพลงงานทใชในการสลายโครงผลกของ สารประกอบไอออนกเปนไอออนบวกและไอออนลบในสถานะแกส(หรอ เปน พลงงานทคายออกมาเมอไอออนบวกและไอออนลบในสถานะแกสรวมตวกนเกด เปนโครงผลกของสารประกอบไอออนก Na+(g) + Cl-(g) NaCl(s) + 768.3 kJ/mol NaCl(s) Na+(g) + Cl-(g) ; = +768.3 kJ/mol
## สารใดมพลงงานไฮเดรชนมากจะยงละลายน าไดด
ดดพลงงาน
คายพลงงาน
H2O
![Page 42: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/42.jpg)
พลงงานกบการละลายนาของสารประกอบไอออนก
NaCl(s)
Na+(g) + Cl-(g)
Na+(aq) + Cl-(aq)
∆Hlatt = +776 kJ ∆Hhyd = -771 kJ
∆Hsoln = +5 kJ (พลงงานของการละลาย)
1
2
![Page 43: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/43.jpg)
สรปการละลายนาของสารประกอบไอออนก
∆Hlattice > ∆Hhydration แสดงวามการดดพลงงาน ∆Hhydration > ∆Hlattice แสดงวามการคายพลงงาน
∆Hlattice >>> ∆Hhydration แสดงวาสารไอออนกนนไมคอยละลาย
สารทละลายน าได < 0.1 g/H2O 100 cm3 ท 25 0C แสดงวาไมละลาย สารทละลายน าได 0.1-1.0 g/H2O 100 cm3 ท 25 0C แสดงวาละลายไดบางสวน สารทละลายน าได > 1.0 g/H2O 100 cm3 ท 25 0C แสดงวาละลายไดด
![Page 44: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/44.jpg)
![Page 45: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/45.jpg)
การทดลองท 2.2 การละลายของสารประกอบไอออนกในนา
![Page 46: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/46.jpg)
![Page 47: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/47.jpg)
อภปรายผลการทดลอง สารทง 3 ชนดละลายในนาไดแตกตางกน ดงตอไปน NH4Cl ละลายในนาไดอยางรวดเรว การเปลยนแปลงประเภทดดความรอน NaCl ละลายในนาไดด มการเปลยนแปลงพลงงานนอยมาก เพราะอณหภมของสารละลายเกอบคงท CuSO4 ละลายในนาไดชา การเปลยนแปลงประเภทคายความรอน
![Page 48: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/48.jpg)
อภปรายผลการทดลอง (ตอ)
อณหภมเปนป―จจยสาคญอยางหนงทมผลตอการละลายของสาร สารทละลายในตวทาละลายไดมากขน เมออณหภมของสารละลายสงขน จะมขนตอนในการละลายเปนแบบดดพลงงาน เชน NH4NO3
สวนสารละลายในตวทาละลายไดนอยลง เมออณหภมของสารละลายเพมขน จะมขนตอนในการละลายเปนแบบคายพลงงาน เชน Ce2(SO4)3
![Page 49: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/49.jpg)
![Page 50: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/50.jpg)
ผลการทดลอง สารละลาย
การเปลยนแปลงเมอเตมสารละลาย
Na2CO3 NH4Cl Pb(NO3)2
Ca(OH)2
Na2SO4
KI
เกดตะกอนสขาว ไมเกดตะกอน ไมเกดตะกอน
ไมเกดตะกอน ไมเกดตะกอน ไมเกดตะกอน
เกดตะกอนสขาว เกดตะกอนสขาว
เกดตะกอนสเหลอง
1. เมอผสมสารละลาย 2 ชนดเขาดวยกนแลวไมมตะกอนเกดขน แสดงวาไอออนในสารละลายไมรวมตวกน จงไมมปฏกรยาเคมเกดขน
2. เมอผสมสารละลาย 2 ชนด เขาดวยกนแลว มตะกอนเกดขน แสดงวาไอออนในสารละลายรวมตวกนเกดเปนสารใหมทไมละลายในนา หรอมปฏกรยาเคมเกดขน
![Page 51: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/51.jpg)
![Page 52: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/52.jpg)
เกลอชนดทไมละลายนาและละลายนาไดมดงน
• เกลอของโลหะไอออนหม 1A และ NH4+ ละลายนาไดหมด
• เกลอของไอออนลบของไนเตรด (NO3-) อะซเตต (CH3COO-) คลอเรต
(ClO3-) และเปอรคลอเรต(ClO4
-) ละลายไดหมด • เกลอคลอไรด โบรไมด และไอโอไดด ละลายนาได ยกเวนเกลอคลอไรด โบรไมด
และไอโอไดดของ Ag+, Pb2+ , Hg2+ , Hg22+ ไมละลายนา
• เกลอซลเฟต(SO42-) คารบอเนต(CO3
2-) ซลไฟด(S2-) ฟอสเฟต(PO43-)
และอารเซเนต(AsO43-) ของโลหะไอออนหม 2A และ Ag+, Pb2+ , Hg2+
ไมละลายนา ยกเวนเกลอดงกลาวของหม 1A , NH4+ และ MgSO4 ละลายนา
• เกลอไฮดรอกไซด (OH-) ไมละลายนา ยกเวน OH- ของโลหะไอออนหม 1A , NH4
+ ละลายนาได
![Page 53: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/53.jpg)
พลงงานของการละลายนนนยมวดในรปของความรอน
Q = mc t
เมอ Q = ปรมาณความรอน หนวยเปน (J) m = มวลของนา หนวยเปน กรม (g) c = ความจความรอนของนา มคาเปน 4.2 J/goC t = อณหภมทเปลยนแปลงไป หนวยเปน oC
![Page 54: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/54.jpg)
ตวอยาง นาคอปเปอร(II)โบรไมด จานวน 0.860 กรม มาละลายในนา 100 cm3
พบวาอณหภมของนาเปลยนจาก 23.10 oC เปน 23.41 oC จงคานวณหาปรมาณ ความรอนทเกดขน และความสมพนธระหวางคาพลงงานแลตทช และพลงงาน ไฮเดรชนเปนอยางไร
จากอณหภมเพมขน 23.10 oC เปน 23.41 oC แสดงวาการละลายของ CuBr2 เปนการคายความรอน ดงนน พลงงานแลตทชนอยกวาพลงงานไฮเดรชน
Q = mc t
= (100)(4.2)(23.41-23.10) = 130.2 J
ขอสงเกต - ถาเกลอทละลายน าเปนกระบวนการดดความรอน เมอเพมอณหภมใหกบ สารละลายการละลายจะเพมขน - ถาเกลอทละลายน าเปนกระบวนการคายความรอน เมอเพมอณหภมใหกบ สารละลายการละลายจะลดลง
![Page 55: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/55.jpg)
ปฏกรยาของสารประกอบไอออนก
สารละลาย NaCl Na+
Cl- Ag+
NO3-
สารละลาย AgNO3
AgCl (s)
NaCl Na+(aq) + Cl-(aq) AgNO3 Ag+(aq) + NO3-(aq)
Na+(aq) + Cl-(aq) + Ag+(aq) + NO3-(aq) Na+(aq) + Cl-(aq) + AgCl(s)
สมการไอออนก
![Page 56: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/56.jpg)
สมการไอออนก
เมอสารประกอบไอออนกในสถานะของแขงมาละลายน ากจะแตกตวเปนไอออน
NaCl (s) Na+(aq) + Cl- (aq)
AgNO3(s) Ag+(aq) + NO3-(aq)
K2SO4(s) 2K+(aq) + SO42-(aq)
![Page 57: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/57.jpg)
การเขยนสมการไอออนก
จากททราบแลววา เมอสารประกอบไอออนกละลายในนา ไอออนบวก และ ไอออนลบจะแยกออกจากกนและถกลอมรอบดวยโมเลกลของนาหลายโมเลกล เมอผสมสารละลายแคลเซยมไฮดรอกไซด (Ca(OH)2) กบสารละลาย โซเดยมคารบอเนต (Na2CO3) แลวพบวามตะกอนสขาวเกดขน ตะกอนนไมควร เปนโซเดยมไฮดรอกไซด (NaOH) เพราะวา NaOH ละลายไดในนาและแตกตว เปนไอออนอยในของเหลว ดงนนจงเปนตะกอนของแคลเซยมคารบอเนต (CaCO3) สามารถเขยนสมการไดดงน Ca2+(aq) + 2OH- (aq) + 2Na+(aq) + CO3
2-(aq) ---------> CaCO3(s) + 2OH-(aq) + 2Na+(aq)
![Page 58: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/58.jpg)
สมการทแสดงไอออนอสระของสารประกอบไอออนกในสารละลายครบทกชนด เชนนเรยกวา "สมการไอออนก" เนองจากปฏกรยานม OH- และ Na+ ปรากฏอยทง 2 ดาน และไมเกดการเปลยนแปลงในปฏกรยาจงตดออกไปได
Ca2+(aq) + 2OH-(aq) + 2Na+(aq) + CO32-(aq)---------> CaCO3(s) + 2OH - (aq)
+ 2Na+(aq) Ca2+ + CO3
2-(aq) ---------> CaCO3(s)
สมการขางตนเรยกวา "สมการไอออนกสทธ"
![Page 59: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/59.jpg)
NaCl (s) Na+ (aq) + Cl- (aq) AgNO3 (s) Ag+ (aq) + NO3
- (aq)
Na+(aq) + Cl-(aq) + Ag+(aq) + NO3-(aq) Na+(aq) + Cl-(aq) + AgCl(s)
สมการไอออนก
Cl-(aq) + Ag+(aq) AgCl(s)
สมการไอออนกสทธ
![Page 60: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/60.jpg)
หลกการเขยนสมการไอออนก
1. เขยนเฉพาะไอออนหรอโมเลกลททาปฏกรยากน
2. ถาสารทเกยวของในปฏกรยาเปนสารทไมละลายนาหรอไมแตกตว
เปนไอออน ใหเขยนสตรโมเลกลของสารนนในสมการได เชน H2 NH3 CO2
3. ดลสมการไอออนก โดยทาใหจานวนอะตอม และจานวนไอออน ของทกธาตเทากน รวมทงประจรวมทงซายและขวาตองเทากนดวย
![Page 61: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/61.jpg)
แบบฝกหด
จงเขยนสมการไอออนกทเกดจากการผสมสารคตอไปน
1. AgNO3 (aq) กบ CaBr2(aq)
2. CuSO4 (aq) กบ K2S (aq)
3. NaOH (s) กบ HCl (l)
![Page 62: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/62.jpg)
โครงสรางของสารประกอบไอออนก
1) โครงสรางผลกของ NaCl Na+ จะม Cl- หอมลอมและ สมผสโดยรอบ 6 ไอออน Cl- จะม Na+ หอมลอมและสมผสโดยรอบ 6 ไอออน
โครงสรางแบบโซเดยมคลอไรด
โคออรดเนชนนมเบอร คอ จานวนไอออนทหอมลอมและสมผสกบไอออนอน
![Page 63: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/63.jpg)
2) โครงสรางผลกของ CsCl Cs+ ม Cl- หอมลอมและสมผส 8 ไอออน Cl-
ม Cs+ หอมลอมและสมผส 8 ไอออน
3) โครงสรางผลกของ CaF2 Ca2+ ม F- หอมลอมและสมผส 8 ไอออน แต F- ม Ca2+ หอมลอมและสมผสเพยง 4 ไอออนเทานน การเขยนสตรสารประกอบไอออนกจะแสดงอตราสวนอยางต าของไอออนทมารวมตวกนนเทานน Ca 2+ : F- = 4:8 = 1:2 สตรจงเปน CaF2
Cs+ Cl-
Ca 2+ F-
![Page 64: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/64.jpg)
พลงงานพนธะ (Bond Energy)
พลงงานพนธะ หรอ พลงงานสลายพนธะ (Bond dissociation energy, D) คอ พลงงานทตองใชในการสลายพนธะเคมแตละพนธะในโมเลกล
(มคาเปนบวก) เชน H2(g) 2H(g) D(H—H) = 436 kJ/mol • พนธะเคมชนดเดยวกนในโมเลกลทตางกนอาจมคาพลงงานสลายพนธะตางกน
เชน C-H – CH4(g) CH3(g) + H(g) D(H-C)CH4
= 436 kJ/mol – CH3(g) CH2(g) + H(g) D(H-C)CH3
= 368 kJ/mol – CH2(g) CH(g) + H(g) D(H-C)CH2
= 519 kJ/mol – CH(g) C(g) + H(g) D(H-C)CH = 335 kJ/mol
![Page 65: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/65.jpg)
พลงงานพนธะเฉลย (Average Bond Energy)
พลงงานพนธะเฉลย เปนคาเฉลยของพลงงานสลายพนธะสาหรบพนธะแต ละชนดในโมเลกลตาง ๆ (เปนคาโดยประมาณ)
![Page 66: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/66.jpg)
ความรอนของปฏกรยา (Heat of Reaction)
การเกดปฏกรยาเคม คอกระบวนการทมการทาลายพนธะเดม (สารตงตน) และสรางพนธะใหม (สารผลตภณฑ)
ความรอนของปฏกรยา ( Hrxn) คอพลงงานเอนทาลปของระบบท เปลยนแปลงไปในรปความรอนเมอเกดปฏกรยา สามารถหาไดจาก
– DHrxn เปนลบ ปฏกรยาคายพลงงาน – DHrxn เปนบวก ตองใชพลงงานเพอใหเกดปฏกรยา (ดดพลงงาน)
productsreactants
DDHrxn
พลงงานพนธะรวม ของผลตภณฑ
พลงงานพนธะรวม ของสารตงตน
![Page 67: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/67.jpg)
การคานวณหาคาความรอนของปฏกรยา
ตวอยาง จงหาพลงงานทเปลยนแปลงของปฏกรยาตอไปน CH4(g) + Cl2(g) CH3Cl (g) + HCl(g)
– (พลงงานพนธะสารตงตน) = 4D(C-H) + D(Cl-Cl)
– (พลงงานพนธะผลตภณฑ ) = 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 ปฏกรยานจะคายความรอนออกมา 113 kJ/mol
products
D
reactants
D
![Page 68: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/68.jpg)
ความยาวพนธะ (Bond Length)
ความยาวพนธะ คอระยะหางระหวางอะตอมคทสรางพนธะ โดยเปนตาแหนงทอะตอมทงสองดงดดกนไดดทสด มพลงงานตาสดหรอมเสถยรภาพทสด
• ความยาวของพนธะโควาเลนตสมพนธกบพลงงานพนธะ – ความยาวพนธะเดยว พนธะค พนธะสาม – พลงงานพนธะเดยว พนธะค พนธะสาม
Bond Bond
Length Energy
![Page 69: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/69.jpg)
ความยาวพนธะเฉลยของโมเลกลตางๆ
![Page 70: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/70.jpg)
มมพนธะ
มมพนธะ คอมมทเกดขน เมอลาก เสนผานพนธะ 2 พนธะมาตดท นวเคลยสของอะตอมกลาง
• โมเลกลทมสตรเคมคลายกน มมพนธะอาจไมเทากน –H2O = 104.5 H2S = 92
• การทานายโครงสรางของโมเลกลเชน มมพนธะ จาเปนตองอาศยขอมลเกยวกบอเลกตรอนในโมเลกล
106.0
104.0
![Page 71: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/71.jpg)
สภาพขวของพนธะ (Bond Polarity)
สภาพขวของพนธะ คอ การอธบายการกระจายตวของอเลกตรอนทใชในการสรางพนธะระหวางอะตอม
• สภาพขวของพนธะโควาเลนตขนอยกบ คา EN ของอะตอมทงสอง ถาคา EN ของอะตอมทงสองตางกน การกระจายตวของอเลกตรอนในบรเวณระหวางอะตอมทงสองจะไมสมาเสมอ ซงจะเรยกวา พนธะโควาเลนตแบบมขว
X+Y- เมอ EN ของ Y X
+ -
H F + H F
![Page 72: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/72.jpg)
สภาพขวของโมเลกล (Polarity of Molecule)
สภาพขวของโมเลกลคอสภาพขวสทธ (net dipole )ของพนธะทกพนธะในโมเลกล
• สภาพขวของโมเลกลหาไดโดยการรวมสภาพขวของพนธะทกพนธะแบบเวคเตอร
![Page 73: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/73.jpg)
ตวอยางสภาพขวของโมเลกล
• BCl3
• NH3
• CHCl3
• SF5
• HCN
![Page 74: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/74.jpg)
H F
H F
+-
โมเมนตขวค (Dipole Moments) ภายในโมเลกลของสารประกอบ ถาอะตอมมคา EN ตางกน มการดง อเลกตรอนทาใหเกดขวขน
ตวอยาง แสดงทศทางการดงของ e-
แสดงขว (polar bond) 2.1 4.0
H F
![Page 75: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/75.jpg)
![Page 76: Ch 02 ionic bond](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022050817/555eb328d8b42a902e8b5733/html5/thumbnails/76.jpg)
HH
O....
OO C
HH
CC
Cl Cl
H
H
CC
Cl
Cl
dipole moment สทธ = 1. 87 (เปน polar molecule)
Cis (polar) = 1. 89
Trans = 0
โมเลกล H2O
โมเลกล CO2
โมเลกล C2H2Cl2
ขวของโมเลกล ค านวณจากผลรวมแบบ vector ของขวของพนธะ
เปน non-polar molecule = 0