พันธะไอออนิก (Ionic bond ) หมายถึง พันธะระหว่างอะตอมที่อยู่ในสภาพ
ไอออนที่มีประจุตรงกันข้ามกัน ซึ่งเกิดจากการเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอน 11 ตัว หรือมากกว่า
จากอิเล็กตรอนวงนอกสุดของอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่ง
การเกิดสารประกอบโซเดียมคลอไรด์(NaCl ) จากโซเดียม(Na)
อะตอมกับคลอรีน(Cl) อะตอม
โซเดียมเสียอิเล็กตรอนให้แก่คลอรีน 1 ตัว ทำให้อะตอมของโซเดียมมีเวเลนต์อิเล็กตรอน= 8
(อะตอมจะเถียรเป็นไปตามกฎออกเตต)และทำให้มีจำนวนอิเล็กตรอนน้อยกว่าโปรตอน 1 ตัว
ทำให้อะตอมโซเดียมแสดงอำนาจไฟฟ้าเป็นประจุบวก(+) ส่วนอะตอมคลอรีนรับอิเล็กจาก
โซเดียมมา 1 ตัว ทำให้อะตอมของคลอรีนมีเวเลนต์อิเล็กตรอน = 8 (อะตอมเสถียรเป็นไปตามกฎ
ออกเตต) และทำให้มีจำนวนอิเล็กตรอนมากกว่าโปรตรอน 1 ตัว ทำให้อะตอมคลอรีนแสดงอำนาจ
ไฟฟ้าเป็นประลบ(-)
โซเดียมอิออนบวก(+) และคลอไรด์อิออน (-) จะดึงดูดกัน เพราะมีประจุไฟฟ้าทีต่างกัน
เกิดเป็น "พันธะไอออนิก
การเกิดสารประกอบแมกนีเซียมคลอไรด์ จากแมกนีเซียมอะตอม(Mq) และคลอรีนอะตอม(Cl)
อะตอมแมกนีเซียมมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น Mg = 2, 8, 2
แมกนีเซียมมีเวเลนต์อิเล็กตรอน = 2 ดังนั้นแมกนีเซียมจะจ่ายอิเล็กตรอนให้แก่คลอรีนอะตอม 2 ตัว
เพื่อให้เวเลนต์อิเล็กตรอนเป็น 8 จึงจะเสถียรเหมือนก๊าซเฉื่อย
ทำให้อะตอมของแมกนีเซียมมีจำนวนอิเล็กตรอนน้อยกว่าโปรตอน 2 ตัว
จึงแสดงอำนาจไฟฟ้าเป็นประจุ 2+
การเกิดพันธะไอออนิกในสารประกอบ แบเรียมออกไซด์ (BaO)
การจัดเรียงอิเล็กตรอนของแบเรียม Ba = 2, 8, 18, 18, 8, 2
( Ba มีเวเลนต์อิเล็กตรอน = 2 )และการจัดเรียงอิเล็กตรอนของออกซิเจน O = 2, 6
( O มีเวเลนต์อิเล็กตรอน = 6 ) Ba เสียอิอล็กตรอนให้ O จำนวน 2 ตัว Ba
จึงมีประจุเป็น 2+ ส่วน O ได้รับอิเล็กตรอนมา 2 ตัว จึงมีประจุไฟฟ้าเป็น 2-
เกิดแรงยึดเหนี่ยวด้วยประจุไฟฟ้าต่างกัน เป็นโมเลกุลของแบเรียมออกไซด์
ลักษณะสำคัญของสารประกอบไอออนิก
1. พันธะไอออนิกเป็นพันธะที่เกิดจาก ไอออนของโลหะ + ไอออนของอโลหะ เช่น NaCl, MgO, KI
2. พันธะไอออนิก อาจเป็นพันธะเคมีที่เกิดจากธาตุที่มีค่าพลังงานไอออไนเซชันต่ำกับธาตุที่มีค่า
พลังงานไอออไนเซชันสูง
3. พันธะไอออนิก อาจเป็นพันธะที่เกิดจากไอออบวกที่เป็นกลุ่มอะตอมของอโลหะ เช่น
4. สารประกอบไอออนิกไม่มีสูตรโมเลกุล มีแต่สตรเอมพิริคัล ( สูตรอย่างง่าย )
5.สารประกอบไอออนิกมีจุดดือดและจุดหลอมเหลวสูง
6. สารประกอบไอออนิกในภาวะปกติเป็นของแข็ง ประกอบไอออนบวกและไอออนลบ
ไอออนเหล่านี้ไม่เคลื่อนที่ ดังนั้นจึงไม่นำไฟฟ้า แต่เมื่อหลอมเหลวหรือละลายน้ำ
จะแตกตัวเป็นอิออนและเคลื่อที่ได้ เกิดเป็นสารอิเล็กโทรไลดต์จึงนำไฟฟ้าได้
โครงสร้างของสารประกอบไอออนิก
โครงสร้างของสารประกอบไอออนิกมีลักษณะเป็นโครงผลึกร่างตาข่าย ประกอบด้วยไอออนบวก
และไอออนลบสลับกัน ไม่สามารถแบ่งแยกเป็นโมเลกุลเดี่ยวๆได้ จึงไม่สามารถเขียนสูตรโมเลกุลของสารประกอบไอออนิกได้
ใช้สูตรเอมพิริคัลแทนสูตรเคมีของสารประกอบไอออนิก
สารประกอบไอออนิก
เมื่อโลหะทำปฏิกิริยากับอโลหะ ธาตุทั้งสองจะรวมกันด้วยพันธะไอออนิกเกิดเป็น
สารประกอบไอออ
นิก โดยอะตอมของโลหะจะให้(จ่าย,เสีย)เวเลนต์อิเล็กตรอนแก่อะตอมของอโลหะ
ดังนั้นธาตุหมู่ 1A ซึ่งมีเวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1 จึงเกิดเป็นไอออนที่มีประจุ +1 ธาตุหมู่ 2
ซึ่งมีเวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ 2 เมื่อเกิดเป็นไอออนจะมีประจุ +2 เป็นต้น ส่วนอโลหะซึ่ง
มีจำนวนเวเลนต์อิเล็กตรอนใกล้เคียงกับก๊าซเฉื่อยจะรับอิเล็กตรอนมาให้ครบแปด เช่น ธาตุหมู่ 7A
จะรับอิเล็กตรอน 1 ตัว เมื่อกลายเป็นไอออนจะมีประจุ -1 สำหรับธาตุหมู่ 5 และหมู่ 6
เมื่อเกิดเป็นไอออนจะมีประจุ -3 และ -2 ตามลำดับ เนื่องจากสามารถรับอิเล็กตรอนได้ 3
และ 2 อิเล็กตรอนแล้วมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนตามกฎออกเตต
ธาตุหมู่
|
I
|
II
|
II
|
IV
|
V
|
VI
|
VII
|
ประจุบนไอออน
|
+1
|
+2
|
+3
|
-4
|
-3
|
-2
|
-1
|
การเขียนสูตรและการเรียกชื่อสารประกอบไอออนิก
ก. การเขียนสูตรสารประกอบไอออนิก ใช้หลักดังนี้
1. เขียนไอออนบวกของโลหะหรือกลุ่มไอออนบวกไว้ข้างหน้า ตามด้วยไอออนลบของอโลหะ
หรือกลุ่มไอออนลบ
2. ไอออนบวกและไอออนลบ จะรวมกันในอัตราส่วนที่ทำให้ผลรวมของประจุเป็นศูนย์
3. ถ้ากลุ่มไอออนบวกหรือไอออนลบมีมากกว่า 1 กลุ่ม ให้ใส่วงเล็บ ( )
และใส่จำนวนกลุ่มไว้ที่มุมล่างขวาล่าง ดังตัวอย่าง
1. สารประกอบธาตุคู่ ถ้าสารประกอบเกิดจาก ธาตุโลหะที่มีไอออนได้ชนิดเดียวรวมกับอโลหะ
ให้อ่านชื่อโลหะที่เป็นไอออนบวก แล้วตามด้วยชื่อธาตุอโลหะที่เป็นไอออนลบ
โดยเปลี่ยนเสียงพยางค์ท้ายเป็น ไอด์(ide) เช่น
อออซิเจน เปลี่ยนเป็น ออกไซด์(oxide)
|
ไฮโดรเจน เปลี่ยนเป็น ไฮไดรด์ (hydride
|
คลอรีน เปลี่ยนเป็น คลอไรด์ (chloride)
|
ไอโอดีน เปลี่ยนเป็น ไอโอไดด์(iodide)
|
ตัวอย่างการอ่านชื่อสารประกอบไอออนิกธาตุคู่
NaCl อ่านว่า โซเดียมคลอไรด์ (Sodium chloridr)
|
CaI2 อ่านว่า แคลเซียมไอโอไดด์ (Calcium iodide)
|
KBr อ่านว่า โพแทสเซียมโบรไมด์ (Potascium bromide)
|
CaCl2 อ่านว่า แคลเซียมคลอไรด์ (Calcium chloride)
|
ถ้าสารประกอบที่เกิดจากธาตุโลหะเดีนวกันที่มีไอออนได้หลายชนิด รวมตัวกับอโลหะ
ให้อ่านชื่อโลหะที่เป็นไอออนบวกแล้วตามด้วยค่าประจุของไอออนของโลหะโดยวงเล็บเป็นเลข
โรมัน แล้วตามด้วยอโลหะที่เป็นไอออนลบ โดยเปลี่ยนเสียงพยางค์ท้ายเป็น ไอด์ (ide)
เช่น Fe เกิดไอออนได้ 2 ชนิดคือ Fe 2+ และ Fe 3+ และCu เกิดอิออนได้ 2 ชนิดคือ
Cu + และ Cu 2+ สารประกอบที่เกิดขึ้นและการอ่านชื่อ ดังนี้
FeCl2 อ่านว่า ไอร์ออน(II) คลอไรด์ ( Iron (II) chloride )
|
CuS อ่านว่า คอปเปอร์ (I) ซัลไฟด์ ( Cupper (I) sunfide )
|
FeCl3 อ่านว่า ไอร์ออน(III) คลอไรด์ (Iron (III) chloride )
|
Cu2S อ่านว่า คอปเปอร์(II) ซัลไฟด์ (Copper (II) sunfide )
|
2. สารประกอบธาตุสามหรือมากกว่า ถ้าสารประกอบเกิดจากไอออนบวกของโลหะ หรือกลุ่มไอออนบวกรวมตัวกับกลุ่มไอออนลบ ให้อ่านชื่อไอออนบวกของโลหะหรือชื่อกลุ่มไอออนบวก แล้วตามด้วยกลุ่มไอออนลบ เช่น
CaCO3 อ่านว่า แคลเซียมคาร์บอนเนต (Calcium carbonatX
|
KNO3 อ่านว่า โพแทสเซียมไนเตรต (Potascium nitrae)
|
Ba(OH)2 อ่านว่า แบเรียมไฮดรอกไซด์ (Barium hydroxide)
|
(NH4)3PO4 อ่านว่า แอมโมเนียมฟอสเฟต (Ammomium pospate)
|
การละลายของสารประกอบไอออนิก
สารประกอบไอออนิกบางชนิดละลายน้ำได้ดีและบางชนิดไม่ละลายน้ำ การที่สารประกอบไอออนิก
ละลายน้ำได้เนื่องจากแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำกับไอออนมีค่ามากกว่าแรงยึดเหนี่ยว
ระหว่างไอออนบวกกับไอออนลบ เช่น เมื่อนำโซเดียมคลอไรด์มาละลายในน้ำ
แต่ละไอออนจะถูกล้อมรอบด้วยโมเลกุลของน้ำหลายๆโมเลกุล โดยน้ำจะหันขั้วที่มีประจุตรงกันข้าม
เข้าไอออนที่ล้อมรอบในการละลายน้ำของสารประกอบไอออนิก จะมีขั้นย่อยๆของการเปลี่ยนแปลง 2 ขั้นตอน ดังนี้
ขั้นที่ 1 ผลึกของสารประกอบไอออนิกสลายตัวออกเป็นไอออนบวกและลบในภาวะก๊าซ
ขั้นนี้ต้องใช้พลังงานเพื่อสลายผลีก พลังงานนี้เรียกว่า พลังงานโครงร่างผลึก (latece energy ) , E1
ขั้นที่ 2 ไอออนบวกและไอออนลบในภาวะก๊าซรวมตัวกับน้ำ ขั้นนี้มีการคายพลังงาน พลังงานที่คายออกมาเรียกว่า พลังงานไฮเดรชัน
(Hydration energy ) , E2
พลังงานของการละลาย (DE) มีค่า = E1 + E2 พลังงานของการละลายพิจารณาจากพลังงาน
โครงร่างผลึก ( E1 ) และพลังงานไฮเดรชัน ( E2 ) ดังนี้
1. ถ้าค่า D E< 0 ( E1 < E2 ) การละลายจะเป็นแบบคายพลังงาน
2. ถ้าค่าD E > 0 ( E1 > E2 ) การละลายจะเป็นแบบดูดพลังงาน
3. ถ้าD E = 0 ( E1 = E2 ) การละลายจะไม่คายพลังงาน
4. ถ้า พลังงานโครงร่างผลึกมีค่ามากกว่าพลังงานไฮเดรชันมากๆ ( E1 >>>> E2 )
จะไม่ละลายน้ำ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น