|
Mr.Rittichai Sae Tia
Cell phone : +66843315969 / 0843315969
Home phone : +6624769832/ 024769832
23/14 Moo5, Soi Suksawad14,
Suksawad Rd.,Jomtong,
Bangkok - Thailand
|
| # h1chepat2_31 PAT2 วิชาเคมี เดือนมีนาคม 2553 |
|
| 31. ข้อใดมีสภาพขั้วเหมือนกันทั้งหมด |
|
| 1. CHCl3
H2O
CS2 |
|
2. CCl4
CO2
BF3 |
| 3. PCl5
SO2
BeCl2 |
|
4. NH3
HCl
CO2 |
Strategy -
the rule "Must have" of Mr.Zhang ®
สิ่งที่โจทย์ให้
สูตรโมเลกุลทั้งที่เป็นโมเลกุลมีขั้วและไม่มีขั้ว |
|
|
| สิ่งที่เรารู้
|
อิเล็กโทรเนกาติวิตี หมายถึง ความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนในพันธะเข้า
มาหาตัวเอง, Cl อยู่หมู่ 7 มีความสามารถในการดึงอิเล็กตรอนเข้ามาหาตัวเอง
มากกว่า Na ซึ่งอยู่หมู่ 1 ดังรูป NaCl |

|
พันธะไม่มีขั้ว คือพันธะที่เกิดจากอะตอมของธาตุ ที่มี EN เท่ากันเช่น Cl-Cl
พันธะไม่มีขั้วเกิดในโมเลกุลใด โมเลกุลนั้นก็มักจะเป็น
โมเลกุลไม่มีขั้ว
เช่น Cl
2,
O
2,
P
4,
S
8,
แต่ O
3
มีขั้วเล็กน้อย
โมเลกุลไม่มีขั้ว คือโมเลกุลที่มีรูปร่างสมมาตร ผลรวมของขั้วพันธะ[μ] หักล้างกันหมด
และหรือโมเลกุลที่ไม่มีขั้วอาจจะเกิดจากพันธะที่มีขั้วหรือพันธะที่ไม่มีขั้วก็ได้
มาดูพันธะมีขั้วแต่พอเป็นโมเลกุลแล้วไม่มีขั้ว
C-Cl เป็นพันธะมีขั้ว
โมเลกุล CCl4
เป็นรูปสมมาตรรอบแกนใด ๆ ที่มาร่วมงานกับสองอะตอมของ C-Cl
ขั้วของพันธะ C-Cl ต่อสู้กับอีกฝั่งหนึ่ง ดังนั้นโมเลกุลคาร์บอนเตตระคลอไรเป็นแบบไม่มีขั้ว
CCl4 มีโครงสร้างรูปทรง 4 หน้า. พันธะทั้งสี่ C-Cl เป็นพันธะโคเวเล้นต์มีขั้วมีทิศทางไปยังทิศทางทั้ง 4 มุม
ของรูปทรง 4 หน้า. ความเป็นขั้วทั้งหมดถูกหายไปเพราะสุทธิของพันะธะการเคลื่อนที่เป็น 0 สำหรับทั้งโมเลกุล
ดังนั้น CCl4 เป็นโมเลกุลไม่มีขั้วโดยนัยของรูปร่างรูปทรง 4 หน้า.
|
CCl4 เป็นโมเลกุลไม่มีขั้ว
CO2 เป็นโมเลกุลไม่มีขั้ว ตามรูปสมมาตรนะครับ
BF3 เป็นโมเลกุลไม่มีขั้ว ตามรูปสมมาตรนะครับ
BCl3 เป็นโมเลกุลไม่มีขั้ว ตามรูปสมมาตรนะครับ
|
|
|
|
|
ตัวเลือกที่ 2. CCl4 CO2 BF3 เป็นโมเลกุลมีขั้วเหมือนกันหมดครับ ข้อนี้ถูกต้องครับ
|
|
|
พิจารณาตัวเลือกที่ 4 NH3 HCl CO2
|
|
|
|
โมเลกุล CO2 มีรูปร่างสมมาตร ขั้วพันธะ[μ] หักล้างกันหมดซ้ายขวาครับ
|
|
|
โมเลกุล HCL อะตอมถูกเชื่อมกันโดยผ่านพันธะโคเวเล้นต์, ความเป็นขั้วนี้ถูก
กำหนดโดยค่าอิเล็กโตรเน็กกาตีวีตี้ที่แตกต่างกันของทั้งสองตัว ความเป็นพันธะ
จะเลื่อนมาทาง Cl เพราะ Cl มีค่า อิเล็กโตรเน็กกาตีวีตี้ มากกว่า H
|
โมเลกุล HCl มีรูปร่างไม่สมมาตร ขั้วพันธะ[μ] หักล้างกันไม่หมด[ซ้าย-ขวา] ครับ
HCl เป็นโมเลกุลมีขั้ว
|
|
สามารถพิจารณาตัวเลือกที่ 4.
NH3 HCl CO2
ได้แล้วว่าสภาพขั้วไม่เหมือนกันทั้งหมดครับ ตัวเลือกข้อ 4 ผิดครับ
|
|
NH3
แอมโมเนีย |
1. เขียนโครงสร้างแบบจุดของ ลิวอิส(Lewis). N ถูกเชื่อมด้วยกันกับไฮโดรเจน(H) 3 อะตอม,
และมี 1 คู่ โดดเดี่ยวหลงเหลือที่ไม่ได้แชร์ของไนโตรเจน(N).
2. ใช้ ทฤษฎี VSEPR ในการตัดสินรูปร่างของ NH3.
รูปทรงเรขาคณิตคือรูปร่างโมเลกุล
เป็นพีระมิดฐาน 3 เหลี่ยม [TRIGONAL PYRAMIDAL].
|
|
|
|
N ไนโตรเจนอะตอมกลางมีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวหลงเหลือ 1 คู่
ถึงแม้อะตอมที่จับล้อมรอบคือไฮโดรเจนเหมือนกัน แต่เนื่องจากจับ
กับอิเล็กตรอนของ N ไนโตรเจนไม่หมด รูปร่างของโมเลกุล
ไม่สมมาตร NH3
จึงเป็นโมเลกุลมีขั้ว
|
พิจารณา 1. CHCl3
H2O
CS2
พิจารณา H2O
|
|
สภาพขั้วของน้ำไม่สามารถที่อะตอมกลางคือ ออกซิเจน
สามารถหักล้างสภาพขั้วออกไปได้ อิเล็กตรอนจะทำให้โมเลกุลมีขั้ว
ระหว่างไฮโดรเจนและออกซิเจน. ออกซิเจนมีอิเล็กโตรเนกกาตีวีตี้สูงก็จะดึง e-
หรือประจุลบเข้ามาใกล้ตัว, ทำให้ดินแดนรอบออกซิเจนมีอิทธิพลลบมากกว่าพื้นล้อมรอบไฮโดรเจน.
โมเลกุลของน้ำจึงมีขั้ว
|
|
| พิจารณา Carbon Disulfide -----> CS2 |
|
|
ซัลเฟอร์ (S) อยู่หมู่ 6 คาร์บอนด์อยู่หมู่ 4
รูปร่างโมเลกุลเป็นเส้นตรง เราสามารถตัดสินใจด้วย โครงสร้างลิวอิส
ที่ว่าเป็นรูปโมเลกุลเส้นตรง. อะตอมทั้งหมดอยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกัน
และมุมระหว่าพันธะคือ 180 องศาและมันก็เป็นรูปสมมาตรด้วย,
จำนวนอิเล็กตรอนที่จัดเรียงของ Sulfur ทั้งซ้ายและขวาเหมือนกัน
ลักษณะอย่างนี้หมายความถึงการไม่มีขั้ว. ฉนั้น CS2
เป็นโมเลกุลไม่มีขั้ว
|
โจทย์ถามว่าข้อใดมีสภาพขั้วเหมือนกันทั้งหมด ฉนั้นตัวเลือกที่ 1
สามารถตอบได้แล้วว่า ไม่ถูกต้อง เพราะโมเลกุลทั้งหมดมีสภาพขั้ว
ไม่เหมือนกันทั้งหมดครับ
|
|
พิจารณา
Trichloromethane,Chloroform, Methyl trichloride หรือ Methane trichloride (CHCl3)
ค่าตาราง Electronegativity; C - 2.5, H - 2.2, Cl - 3.2
ตามรูป, ลูกศรแสดงพลังงานที่ไหลไปแต่ละพันธะ, ลูกศรเคลื่อนที่จากค่าที่ต่ำกว่า
ไปหาค่าที่สูงกว่า. ดังนั้นลูกศรเคลื่อนจาก H (2.2) ไป C (2.5) และจาก
C (2.5) ไป Cl (3.2) ถ้าลูกศรแสดงทิศทางการไหลของ e-
หักล้างซึ่งกันและกัน, แล้วโมเลกุลจะเป็นแบบไม่มีขั้ว, ถ้าไม่ใช่แล้วโมเลกุลจะเป็น
แบบมีขั้ว. ลูกศรทั้งหมดไม่ได้หักล้างซึ่งกันและกัน, สำหรับ Cl มีค่าประจุลบมากกว่า C
และ H. ดังนั้น Methyl trichloride หรือ Methane trichloride,Trichloromethane,Chloroform
เป็นโมเลกุลมีขั้ว ข้างหนึ่งมีค่าประจุ(Cl) มากกว่า (H). และเป็นรูปทรงสี่หน้า(Tetrahedral)
อย่าลืมนะครับโมเลกุลตรงกลางคือ C ไม่มี e-
หลงเหลือก็จริงแต่พึงสังเกตุโมเลกุล
ล้อมรอบมีทั้ง H และ Cl ขั้วของพันธะจึงหักล้างกันไม่หมดจึงเป็นโมเลกุลมีขั้วครับ
CHCl3 Methyl trichloride หรือ Methane trichloride,Trichloromethane,Chloroform
เป็นโมเลกุลมีขั้วครับ
|

|
|
เราลองมาสังเกตุ CH4
อันนี้เป็นโมเลกุลไม่มีขั้วเพราะความเป็นขั้วของพันธะมันหักล้าง
กันหมดครับขอให้ดูรูปร่าง CH4
ประกอบด้วยนะครับ รูปร่างก็สมมาตรด้วยครับ
|
| |
| |
| พิจารณาตัวเลือกที่ 3. PCl5 SO2 BeCl2
|
พิจารณา Phosphorus Pentachloride (PCl5)
P อยู่กลุ่ม 5, Cl อยู่กลุ่ม 7
อิเล็กโตรเน็กกาตีวีตีของ Cl มากกว่า P พันธะมีขั้ว
ข้อสังเกตุ โมเลกุลจึงเป็นแบบไม่มีขั้ว
(1) P ซึ่งอยู่ตรงกลางไม่มีอิเล็กตรอนคู่หลงเหลือตรงกลาง
(2) อิเล็กตรอนที่ล้อมรอบทั้งหมดคือตัวเดียวกันคือ Cl
(3) รูปร่างโมเลกุลสมมาตร และเป็นแบบพีระมิดคู่ฐานสามเหลี่ยม Trigonal Bipyramidal
โมเลกุลจึงเป็นแบบไม่มีขั้ว |
|
|
พิจารณา Sulfer Dioxide (SO2)
สูตรโมเลกุลทั่วไปจะเป็น AX2E
รูปร่างโมเลกุลเป็นรูปตัว V ดังนั้นความเป็นขั้วไม่ได้ถูกหักล้าง เป็นโมเลกุลมีขั้วครับ
|
|
|
โครงสร้างเรโซแนนซ์ เป็นโครงสร้างที่เขียนแทนโครงสร้างของสาร
ที่สามารถเขียนโครงสร้างได้หลายแบบ
|
มาถึงตรงนี้ เราสามารถตอบได้แล้วครับ
พิจารณาตัวเลือกที่ 3. PCl5
, SO2
, BeCl2
เป็นตัวเลือกที่ผิดครับเพราะโมเลกุลสภาพขั้วไม่เหมือนกันทั้งหมดครับ |
|
พิจารณา BeCl2
BeCl2
Be อยู่หมู่ 2 และ Cl อยู่หมู่ 7
มีรูปร่างเป็นเส้นตรง โมเลกุลสมมาตรมุมระหว่างพันธันธะคือ 180o
ขั้วพันธะซ้ายขวาหักล้างกันหมดเป็นโมเลกุลไม่มีขั้วครับ |