PAT2 วิชาเคมี เดือนมีนาคม 2553 ข้อที่ 31

Mr.Rittichai   Sae Tia     Cell phone : +66843315969 / 0843315969     Home phone : +6624769832/ 024769832     23/14 Moo5, Soi Suksawad14,     Suksawad Rd.,Jomtong,     Bangkok - Thailand

Main Menu

# 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 โมเลกุลนั้นก็มักจะเป็นโมเลกุลไม่มีขั้ว
เช่น Cl₂, O₂, P₄, S₈, แต่ O₃ 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

PAT2 Mar 2010

Mr.Rittichai   Sae Tia     Cell phone : +66843315969 / 0843315969     Home phone : +6624769832/ 024769832     23/14 Moo5, Soi Suksawad14,     Suksawad Rd.,Jomtong,     Bangkok - Thailand

Main Menu

# h1chepat2_30    PAT2  วิชาเคมี   เดือนมีนาคม  2553

30. การเกิดพันธะหรือแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคภายในผลึกต่อไปนี้

ก.   ผลึกแอมโมเนียเกิดพันธะไฮโดรเจน

ข.   ผลึกกำมะถันเกิดแรงดึงดูดระหว่างขั้ว

ค.   แกรไฟต์เกิดพันธะโลหะ

ง.   เพชรเกิดพันธะโคเวเลนต์

จ.   ผลึก ZnS เกิดพันธะไอออนิก

ฉ.   ซิลิกา (SiO2) เกิดพันธะไอออนิก

ข้อใดถูก
1. ก ง และ จ		2. ก จ และ ฉ
3. ข ค และ ง		4. ข ง และ ฉ

Strategy - the rule "Must have" of Mr.Zhang ® สิ่งที่โจทย์ให้ ก. ผลึกแอมโมเนียเกิดพันธะไฮโดรเจน

สิ่งที่เรารู้

อิเล็กโทรเนกาติวิตี หมายถึง ความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอน ในพันธะเข้ามาหาตัวเอง, Cl อยู่หมู่ 7 มีความสามารถในการดึงอิเล็กตรอน เข้ามาหาตัวเองมากกว่า Na ซึ่งอยู่หมู่ 1 ดังรูป NaCl

สูตรโมเลกุลของแอมโมเนียคือ NH3

พันธะไฮโดรเจน (Hydrogen Bond) เป็นแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลที่เกิดจากอะตอม ไฮโดรเจน (H) กับอะตอมของธาตุที่มีขนาดเล็ก และมีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี (EN) สูง ได้แก่ อะตอมของธาตุ F, O, N

ข้อ ก. ผลึกแอมโมเนียเกิดพันธะไฮโดรเจน เป็นตัวเลือกที่ถูกครับ

ข. ผลึกกำมะถันเกิดแรงดึงดูดระหว่างขั้ว

ลักษณะเฉพาะและ สมบัติชนิดของผลึก	ชนิดของอนุภาคภายในผลึก	ชนิดของพันธะหรือแรง   ยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค	ตัวอย่างของแข็ง
ผลึกโมเลกุล	โมเลกุลหรืออะตอม	โมเลกุลไม่มีขั้วหรืออะตอม   - แรงลอนดอน	โมเลกุลไม่มีขั้ว   - น้ำแข็งแห้ง   - แนฟทาลีน   - กำมะถัน   - ไอโอดีน
	โมเลกุลหรืออะตอม	โมเลกุลมีขั้ว   - แรงดึงดูดระหว่างขั้ว   - พันธะไฮโดรเจน	โมเลกุลมีขั้ว   - น้ำแข็ง   - แอมโมเนีย

โมเลกุลของกำมะถันยึดกันเป็นผลึกกำมะถันอันเกิดจากแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคเรียกว่า "แรงลอนดอน"

เรามาดูความหมายของโมเลกุลมีขั้วและไม่มีขั้ว

โมเลกุลไม่มีขั้ว  คือโมเลกุลที่มีรูปร่างสมมาตร ผลรวมของขั้วพันธะ[μ]หักล้างกันหมด

โมเลกุลมีขั้ว  คือโมเลกุลที่มีรูปร่างไม่สมมาตร ผลรวมของขั้วพันธะ[μ]หักล้างกันไม่หมด

พันธะไม่มีขั้ว คือพันธะที่เกิดจากอะตอมของธาตุ ที่มี EN เท่ากันเช่น Cl-Cl พันธะไม่มีขั้วเกิดใน โมเลกุลใด โมเลกุลนั้นก็มักจะเป็นโมเลกุลไม่มีขั้วเช่น Cl2,  O2,  P4,  S8,  แต่ O3 มีขั้วเล็กน้อย

พันธะมีขั้วเกิดในโมเลกุลใด  โมเลกุลนั้นก็จะเป็นโมเลกุลมีขั้วหรือไม่มีขั้วก็ได้ เช่น NH3 มี N-H เป็นพันธะมีขั้วและโมเลกุลของ NH3 ก็เป็นโมเลกุลมีขั้ว BeCl2 มี Be-Cl เป็นพันธะมีขั้ว และ โมเลกุลของ BeCl2เป็นโมเลกุลไม่มีขั้ว

S8 เป็นพันธะไม่มีขั้วและพันธะไม่มีขั้วมักจะเกิดในโมเลกุลไม่มีขั้ว และโมเลกุลไม่มีขั้วก็จะยึดเหนี่ยวอนุภาคเข้าด้วยกันด้วยแรงลอนดอน ข. ผลึกกำมะถันเกิดแรงดึงดูดระหว่างขั้ว ข้อนี้ผิดครับ

พิจารณา ง. เพชรเกิดพันธะโคเวเลนต์ พันธะโคเวเลนต์แบบโครงผลึกร่างตาข่าย พันธะโคเวเลนต์ เกิดจากธาตุที่ใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนร่วมกัน สารโครง ผลึกร่างตาข่าย เกิดจากอะตอมสร้างพันธะโคเวเลนต์ยึดเหนี่ยวกันทั้งสามมิติ เกิดเป็นโครงสร้างคล้ายตาข่าย เป็นสารที่มีจุดเดือดจุดหลอมเหลวสูง 1) เพชร (C) คืออัญรูปหนึ่งของคาร์บอนและคาร์บอนแต่ละอะตอมใช้ เวเลนซ์อิเล็กตรอน ทั้งหมด สร้างพันธะกับอะตอมของ (C) คาร์บอน อีก 4 อะตอม ที่อยู่ล้อมรอบ จึงไม่มี e- เหลือ เพชรจะไม่นำไฟฟ้า มีความแข็งสูงสุด จุดเดือด จุดหลอมเหลวสูงมาก ประมาณ 4830 oC การที่คาร์บอนสร้างพันธะไปทุกทิศทุกทาง ทำให้เพชรมีความแข็งมากกว่า อัญรูปอื่น ๆ ของคาร์บอน

Carbon has an electronic arrangement is 1s2  2s2 2p2 ในแผนภาพอะตอมของคาร์บอนบางส่วนเท่านั้นที่ดูเหมือนจะกลายเป็น 2 พันธะ (หรือแม้กระทั่ง 1 พันธะ) แต่นั่นไม่ใช่กรณีที่แท้จริงครับ เราเป็นเพียงแค่แสดง ส่วนขนาดเล็ก ๆ ของโครงสร้างทั้งหมด นี้เป็นโครงสร้างโควาเลนต์ขนาดใหญ่มาก มันยังคงต่อเนื่องของพันธะที่เชื่อมกันอย่างไม่หยุดยั้งในทั้งสามมิติ มันไม่ใช่อยู่ใน รูปของโมเลกุลเพราะจำนวนของอะตอมเข้าร่วมในเพชรจริงอย่างสมบูรณ์นั้นผันแปร ขึ้นอยู่กับขนาดของผลึก เพชรเป็นอัญรูปหนึ่งของคาร์บอน เป็นโครงผลึกร่างตาข่าย แต่ละอะตอมเกิดพันธะโควาเลนต์กับคาร์บอนอะตอมอื่น อีก 4 อะตอมเป็น รูปทรง สี่หน้าแบบต่อเนื่อง แต่ละอะตอมจึงถูกยึดไว้แน่นเคลื่อนที่ไม่ได้ เพชรจึงมีความแข็งมาก

ข้อ ง. เป็นตัวเลือกที่ถูกครับ

พิจารณาตัวเลือกที่ ค. แกรไฟต์เกิดพันธะโลหะ

Carbon has an electronic arrangement is 1s2  2s2 2p2 แกรไฟต์เป็นอัญรูปหนึ่งของคาร์บอนและเกิดพันธะโคเวเลนต์ และเป็นโครงผลึก ร่างตาข่ายครับ คาร์บอนแต่ละอะตอมใช้เวเลนต์อิเล็กตรอน 3e-สร้างพันธะกับ คาร์บอนที่อยู่ใกล้เคียง ตัวธาตุคาร์บอนก็จะเหลือ 1e- อิสระเคลื่อนที่ไปทั่วภายในชั้น แกรไฟต์จึงนำไฟฟ้าได้ดีเฉพาะภายในชั้นเดียวกัน และเลื่อนไถลไปตามชั้นได้ง่าย จึงนิยมนำไปทำไส้ดินสอ สารหล่อลื่น ทำสีผ้าหมึกคาร์บอนแต่ละอะตอมเชื่อมกันอย่าง แข็งแรงกับคาร์บอนอีก 3 ตัวในการสร้างแต่ละชั้นที่ถูกเชื่อมกันกับด้วยรูป 6 เหลี่ยม แต่ละชั้นแสดงตัวตนเสมือนเป็น 1 โมเลกุลแต่ละชั้นเชื่อมกันอย่างไม่แข็งแรง

ตัวเลือกข้อ ค. แกรไฟต์เกิดพันธะโลหะ ผิดครับ ที่ถูกคือแกรไฟต์เกิดพันธะโคเวเลนต์ และเป็นโครงผลึกร่างตาข่าย

พิจารณา ฉ. ซิลิกา (SiO2) เกิดพันธะไอออนิก

หรือ ซิลิกา อะตอมของซิลิคอนจัดเรียงตัวเหมือน C ในเพชร แต่มี O คั่นอยู่ระหว่าง อะตอมของซิลิคอนแต่ละคู่ มีจุดเดือดจุดหลอมเหลวสูงแข็งมากในธรรมชาติพบใน รูปควอตซ์ ไตรดีไมด์ คริสโตบาไลต์ใช้เป็นวัตถุดิบในการทำแก้ว ใยแก้วนำแสง

ตัวเลือกข้อ ฉ ซิลิกา (SiO2) เกิดพันธะไอออนิก ผิดครับ ที่ถูกคือยึดเหนี่ยวด้วยพันธะโคเวเล้นต์มีรูปร่างโครงผลึกร่างตาข่ายครับ

พิจารณาตัวเลือกที่ จ. ผลึก ZnS เกิดพันธะไอออนิก

ผลึกไอออนิก (Ionic Crystal) หน่วยอนุภาคของผลึกชนิดนี้ คือ ไอออน ประกอบด้วย ไอออนบวก (cations) และไอออนลบ (anions) ที่เชื่อมเข้าด้วยกันด้วยแรงดึงดูดของ ไฟฟ้าสถิต จะเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีเมื่อถูกหลอมละลายและไม่ดีเมื่ออยู่ในสภาวะของแข็ง เพราะไอออนไม่มีการเคลื่อนที่ มีความแข็งแรง และจุดเดือด จุดหลอมเหลวสูง เนื่องจากต้องใช้พลังงานในการแยกไอออนออกจากกันมาก ตัวอย่างผลึกชนิดนี้ ได้แก่ CsCl, ZnS, CaF2, CuSO4, NaCl เป็นต้น

(ZnS)Zinc sulfide โดยปกติถูกผลิตจากวัสดุเหลือใช้. มักจะผลิตจากวัสดุที่วัสดุเหลือใช้จากการใช้งานอื่น ๆ แหล่งที่มาทั่วไปรวมถึงโรงหลอม, ตะกรันและเหล้าดอง นอกจากนี้ยังเป็นผลพลอยได้จากการสังเคราะห์ของแอมโมเนียจาก ก๊าซมีเทน โดยที่ ZnO ถูกใช้ในการไล่ไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่สกปรกในก๊าซธรรมชาติ.

ZnO + H2S → ZnS + H2O

พิจารณาตัวเลือกที่ จ. ผลึก ZnS เกิดพันธะไอออนิก ถูกต้องครับ

Covalent shape PAT2 วิชาเคมี เดือนมีนาคม 2553

Mr.Rittichai   Sae Tia     Cell phone : +66843315969 / 0843315969     Home phone : +6624769832/ 024769832     23/14 Moo5, Soi Suksawad14,     Suksawad Rd.,Jomtong,     Bangkok - Thailand

Main Menu

# h1chepat2_28    PAT2  วิชาเคมี   เดือนมีนาคม  2553

28. สารประกอบโคเวเลนต์ข้อใดมีรูปร่างเหมือนกันทั้งหมด

1.   CCl4      NH4+      XeF4		2.   BF3      NH3      PCl3
3.   BrF5      PCl5      IF5		4.   H2O      SO2      O3

Strategy - the rule "Must have" of Mr.Zhang ® สิ่งที่โจทย์ให้ สูตรโมเลกุลของสารประกอบโคเวเลนต์ สิ่งที่เรารู้

สารประกอบโคเวเลนต์รูปทรงต่าง ๆ

ทรงเหลี่ยมสี่หน้า หรือทรงสี่หน้า ( Tetrahedral ) ; สูตรทั่วไป AB4 คืออะตอมกลางจะมีพันธะ 4 พันธะ ไม่มีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว ขนาดของมุมระหว่างพันธะ = 109.5o เช่น CCl4 , NH4+

ทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัสแบนราบ (Square planar) สูตรโมเลกุลทั่วไป AB 4E2 จำนวนอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ = 4 จำนวนอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว = 2  มุมระหว่างพันธะ = 90o ทุกมุม เช่น XeF4ดังรูป

ข้อ 1 เป็นตัวเลือกผิดครับ เพราะ CCl4 และ NH4+ เป็นรูปทรงเหลี่ยมสี่หน้า แต่ XeF4เป็นรูปสี่เหลี่ยมแบนราบ

พิจารณาตัวเลือกที่ 2        BF3      NH3      PCl3

พีรามิดฐานสามเหลี่ยม รูปร่างโมเลกุลพีรามิดฐานสามเหลี่ยม ( Trigonal pyramid) ; สูตรทั่วไป AB3E หมายถึงมีพันธะที่อะตอมกลาง 3 พันธะ จำนวนอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว 1 คู่ เช่น NH3 , PCl3 ดังรูป

สามเหลี่ยมแบนราบ รูปร่างโมเลกุลเป็นสามเหลี่ยมแบนราบ (Trigonal Planar) ; สูตรทั่วไป AB3 หมายถึงมีพันธะที่อะตอมกลาง 3 พันธะ ไม่มีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว มุมระหว่างพันธะ = 120o ทุกมุม เช่น BF3  BCl3 ดังรูป

ข้อ 2 เป็นตัวเลือกผิดครับ เพราะ NH3 และ PCl3 เป็นรูปพีรามิดฐานสามเหลี่ยม ส่วน BF3 เป็นสามเหลี่ยมแบนราบ หลักการสังเกตุให้เราดูอะตอมกลางถ้ามีคู่โดดเดี่ยวหลงเหลือ กับประเภทไม่มีอะตอมคู่โดดเดี่ยวหลงเหลือ รูปร่างก็จะไม่เหมือนกัน เราก็มีข้อมูลเพียงพอที่จะให้เราตัดสินใจ

พิจารณาตัวเลือกที่ 3         BrF5      PCl5      IF5

พีระมิดฐานสี่เหลี่ยม (Square Pyramidal); รูปร่างโมเลกุลเป็นพีระมิดฐานสี่เหลี่ยม; สูตรทั่วไปคือ AB5E อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว = 1 คู่, อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ = 5 คู่ เช่น BrF5 , IF5 ดังรูป

พีระมิดคู่ฐานสามเหลี่ยม ( Trigonal bipyramid) ; สูตรทั่วไปคือ AB5E มีพันธะที่อะตอมกลาง 5 พันธะ ไม่มีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว มุมระหว่างพันธะมี 2 ขนาด คือ 90o และ 120o เช่น PCl5 ดังรูป

อะตอมที่อยู่ตรงกลาง P ซึ่งอยู่หมู่ 5 , อิเล็กตรอนวงนอกสุดคือ 5 แจกจ่ายอิเล็กตรอนทั้ง 5 ตัวออกไป รวมกับ Cl อิเล็กตรอนทั้ง 5 ตัว กลายเป็นอิเล็กตรอนรอบนอกคือ 10 ตัว ดังนั้นคู่อิเล็กตรอนคือ 5 คู่ รูปร่างมิติก็จะเป็น พีระมิดคู่ฐานสามเหลี่ยม

ข้อ 3 เป็นตัวเลือกผิดครับ เพราะ BrF5 และ IF5 เป็นรูปพีรามิดฐานสี่เหลี่ยม แต่ PCl5 เป็น พีระมิดคู่ฐานสามเหลี่ยม หลักการสังเกตุให้เราดูอะตอมกลางถ้ามีคู่โดดเดี่ยวหลงเหลือ กับประเภทไม่มีอะตอมคู่โดดเดี่ยวหลงเหลือ รูปร่างก็จะไม่เหมือนกัน เราก็มีข้อมูลเพียงพอที่จะให้เราตัดสินใจ

พิจารณาตัวเลือกที่ 4         H2O      SO2      O3

รูปร่างโมเลกุลเป็นมุมงอ (Bent , Angular,V-shaped) ; สูตรทั่วไป AB2E2,  AB2E  มีพันธะที่อะตอมกลางมี 2 พันธะ มีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว 2 คู่ เช่น H2O  , SO2  , O3 ดังรูป (ขนาดของมุมระหว่างพันธะต้องแคบกว่า 180o)

ข้อ 4 เป็นตัวเลือกที่ถูกต้องครับ เพราะทั้ง 3 โมเลกุลล้วนแต่เป็นรูปมุมงอครับ