|
พันธะโคเวเลนต์
คือพันธะที่เกิดขึ้นอันเนื่องมาจากอะตอม 2 อะตอมนำอิเล็กตรอนมาใช้ร่วมกัน
(โดยทั่วไปแล้วหมายถึงอะตอมของธาตุหมู่ IVA, VA, VIA และ VII
)
|
-
ถ้ามีการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 1 คู่เรียกพันธะที่เกิดว่าพันธะเดี่ยว |
-
ถ้ามีการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 2 คู่เรียกพันธะที่เกิดว่าพันธะคู่ |
-
ถ้ามีการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 3 คู่เรียกพันธะที่เกิดว่าพันธะสาม |
|
|
กระบวนการเกิดพันธะโคเวเลนต์อธิบายได้ดังรูป
|
|
จากรูปแสดงการนำอิเล็กตรอนของ
Fแต่ละอะตอมมาใช้ร่วมกันเดิม Fแต่ละอะตอมมเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ
7 แต่หลังจากการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันเกิดเป็น F2
Fแต่ละอะตอมจะมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับแปดซึ่งเป็นไปตามกฎออกเตต
ดังนั้นจะเห็นว่า F อะตอมนิยมสร้างพันธะเกิดเป็น F2
เพราะทำให้อะตอมที่นำอิเล็กตรอนมาใช้ร่วมกันเป็นไปตามกฎออกเตตซึ่งทำให้โมเลกุลที่เกิดขึ้นมีค่าพลังงานลดลงทำให้ความเสถียรมากขึ้นนั่นเอง
(สำหรับเหตุผลที่ว่าทำไมเมื่ออะตอมแต่ละตัวใช้อิเล็กร่วมกันเกิดเป็นโมเลกุลแล้วมีเสถียรภาพเพิ่มขึ้นให้อ่านเพิ่มเติมในเรื่องทฤษฎีที่ใช้อธิบายการเกิดพันธะโคเวเลนต์ในหน้าถัดไป)
แต่ถ้าพันธะโคเวเลนซ์เกิดการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันโดยที่อิเล็กตรอนนั้นมาจากอะตอมใดอะตอมหนึ่งเรียกว่า
พันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์ (Coordinate covalent bonds)
ตัวอย่าง
ของพันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์
เช่น พันธะระหว่าง N-H ในแอมโมเนียมไอออน (NH4+)
|
|
ประเภทของพันธะโคเวเลนต์ |
พันธะโคเวเลนต์แบ่งเป็น
2 ประเภท คือ
1. พันธะโคเวเลนต์แบบไม่มีขั้ว คือพันธะที่เกิดจากอะตอมทั้ง
2 มีการใช้อิเล็กตรอนเท่าๆกัน (มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีหรือความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนเท่ากัน)
และเมื่ออะตอมทั้งสองสร้างพันธะต่อกันแล้วอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่รอบๆและใช้เวลากับอะตอมทั้งสองเท่าๆกัน |
|
|
|
2.
พันธะโคเวเลนต์แบบมีขั้ว อะตอมทั้งสองมีการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันแต่ไม่เท่ากัน
นั่นคืออะตอมที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงจะดึงอิเล็กตรอนเข้าหาตัวเองได้มากกว่า |
|
หรืออาจกล่าวได้ว่าเมื่ออะตอมทั้งสองสร้างพันธะต่อกันแล้วอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่รอบๆอะตอมทั้งสองแต่ว่าจะใช้เวลาสำหรับอะตอมทั้งสองไม่เท่ากัน
คือจะเกิดประจุลบขึ้นเล็กน้อย(partial negative charge) กับอะตอมที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูง
และประจุบวกขึ้นเล็กน้อย(partial positive charge) กับอะตอมที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีต่ำกว่า
สภาพขั้วของโมเลกุลโคเวเลนต์
- โมเลกุลโคเวเลนต์ที่มีพันธะโคเวเลนต์แบบมีขั้ว
อาจเป็นโมเลกุลมีขั้วหรือไม่มีขั้วก็ได้
- โมเลกุลโคเวเลนต์มีพันธะโคเวเลนต์แบบไม่มีขั้ว
โมเลกุลก็ต้องไม่มีขั้วด้วย
- สภาพขั้วของของโมเลกุลขึ้นอยู่กับผลรวมเวกเตอร์ทางคณิตศาสตร์ของทุกพันธะในโมเลกุล
ถ้าผลรวมเวกเตอร์หักล้างกันหมด
(ผลรวมเวกเตอร์เท่ากับศูนย์)แสดงว่าเป็นโมเลกุลไม่มีขั้ว
เช่น CO2
|
|
ตัวอย่างโมเลกุลโคเวเลนต์อื่นๆที่ไม่มีขั้ว
|
|
ถ้าผลรวมเวกเตอร์หักล้างกันไม่หมด
(ผลรวมเวกเตอร์ไม่เท่ากับศูนย์)แสดงว่าเป็นโมเลกุลมีขั้ว
เช่น
|
|
ตัวอย่างโมเลกุลโคเวเลนต์อื่นๆที่มีขั้ว |
|
เมื่อเปรียบเทียบความแข็งแรงของแรงยึดเหนี่ยวของแต่ละอะตอมที่ยึดกันด้วยพันธะโคเวเลนต์ภายในโมเลกุล
กับ แรงระหว่างโมเลกุล (intermolecular force) จะพบว่าแรงยึดเหนี่ยวชนิดที่เป็นพันธะโคเวเลนต์มีความแข็งแรงกว่าแรงระหว่างโมเลกุลซึ่งเป็นแรงแบบอ่อนๆเท่านั้น
ซึ่งแรงทั้งสองสามารถเปรียบเทียบความแข็งแรงของพันธะได้ดังรูปที่แสดงการกลายเป็นไอของเพนเทนเหลว
(liquid pentane) |
|
|