Tip:
Highlight text to annotate it
X
สวัสดี ครูแอนเดอเสนกับวิดีโอในชุดวิชาเคมีพื้นฐานลำดับที่ 20 นี้ จะว่าด้วยเรื่องของพันธะอิออนิค
คงยังจำได้ว่า พันธะอิออนิคนั้น แตกต่างไปจากพันธะโควาเลนต์ ในกรณีของพันธะโควาเลนต์นั้น จะเป็นการ
ใช้อิเลคตรอนร่วมกัน ส่วนในกรณีของพันธะอิออนิค จะเกิดการถ่ายเทอิเลคตรอน
จากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอม ซึ่งตัวอย่างที่ดีอันนึงก็คือโซเดียมคลอไรด์
นี่ก็คือการจัดเรียงอะตอมของโซเดียม มีอิเลคตรอนวงนอก 1 ตัว ส่วนคลอรีนมี 7 ตัว
จากการจัดเรียงอิเลคตรอนที่เห็นนั้น ถ้าเราสามารถถ่ายอิเลคตรอนตัวนี้
จากโซเดียมไปให้คลอรีน เราก็จะได้การจัดเรียงอิเลคตรอนแบบกาซมีตระกูล
ซึ่งจะเป็นมีเสถียรภาพมาก จากสิ่งที่ได้ออกมาก็คือโซเดียมอิออนกับคลอรีนอิออนนี้
โซเดียมอิออนนั้น เนื่องจากเสียอิเลคตรอนไป เราจึงเรียกว่า แคทอิออน (cation)
จะมีประจุเป็นบวก ขณะที่คลอรีนมีประจุเป็นลบ ครูมีวิธีจำเรื่องนี้
แบบตลกๆสักหน่อย นั่นคือ โซเดียมอิออน ซึ่งเป็นแคท (cat) อิออน
ก็จำง่ายๆว่า cat มี paws ก็หมายความว่าเป็น po- sitve โทษที อาจจะดูงี่เง่าไปหน่อย
แต่อย่างน้อยก็น่าจะดีพอที่จะเอาไปใช้ช่วยจำได้ พันธะอิออนิคก็จะเป็นพันธะระหว่างอิออนพวกนี้
ทำให้อิออนพวกนี้เกี่ยวยึดโยงอยู่ด้วยกัน โดยจะมีทั้งแคทอิออนและแอนอิออน
แคทอิออนมีประจุเป็นบวก หมายความว่าเสียอิเลคตรอนไป ส่วนแอนอิออนก็เป็นลบ
สิ่งที่เกิดขึ้นจากอันนี้ก็คือของแข็งอิออนิค ส่วนการที่ของแข็งพวกนี้นั้น
จะจับยึดกันอยู่ได้มากน้อยแค่ไหน ก็ขึ้นกับกฎของคูลอมบ์ อย่างที่คงยังจำกันได้ ยิ่งมีขนาดของประจุมากเท่าใด
ก็จะยิ่งมีแรงดึงดูดเกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลหรืออะตอมมากขึ้นเท่านั้น
และถ้ายิ่งมีระยะห่างกันมากเท่าไร แรงก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ดังนั้น ถ้าเรามีอิออนที่มีขนาดเล็กและมีประจุมากๆ
เราก็จะมีแรงดึงดูดนี้ มากขึ้นไปด้วย ปัจจัยสองตัวนี้จึงมีความสำคัญที่จะต้องจำให้ได้
และที่เห็นนี่ก็คือโซเดียมคลอไรด์ ซึ่งโซเดียมคลอไรด์นี้
ประกอบด้วยโซเดียมอิออน ที่เห็นเป็นสีม่วงในรูป มีประจุเป็นบวก
แล้วก็จะมีการจัดเรียงตัวเป็นผลึกของแข็ง มีจุดหลอมเหลวสูง
จุดเดือดสูง และละลายน้ำได้อย่างรวดเร็วมาก
แต่ก็นับว่าเป็นโมเลกุลที่มีความเสถียรสูง แล้วอะไรล่ะ ที่บ่งบอกถึงความเสถียรอันนี้
ก็คือการที่อะตอมพวกนี้ จับตัวกันได้มากน้อยแค่ไหนนั่นเอง และก็อธิบายได้ง่ายๆ จากกฎของคูลอมบ์
ถ้าเป็นประจุชนิดเดียวกันก็จะผลักกัน ถ้าเป็นประจุต่างชนิด
ก็จะดึงดูดกัน ..ทีนี้มาดูสูตรการคำนวณ ยิ่งมีขนาดประจุมากๆ
ก็จะยิ่งมีแรงดึงดูดมาก ถ้าระยะห่างมากๆ เนื่องจากจากค่ารัศมี r อยู่ด้านล่างนี้
แรงดึงดูดก็จะลดลง ..มาดูโซเดียมคลอไรด์ตรงนี้กัน
มีโซเดียมซึ่งเป็นอิออนบวก มีคลอรีนซึ่งเป็นอิออนลบ แล้วก็มี
ที่เรียกว่าพลังงานโครงข่ายข่าย (lattice energy) ซึ่งเป็นการวัดความแข็งแรงของพันธะอิออนิคในโครงสร้างนี้
นั่นหมายความว่า สิ่งที่เราเห็นตรงนี้ สามารถเอามาช่วยทำนายความแข็งแรงของพันธะได้
พวกเราคิดว่าจะเป็นอย่างไรถ้าเปลี่ยนจากโซเดียมคลอไรด์มาเป็นโซเดียมฟลูออไรด์?
ก็ต้องดูที่ภาพตรงนี้ โซเดียมนั้นก็คือลูกกลมสีม่วง
ครูพยายามจะทำให้มีขนาดเท่าเดิม ..ทีนี้มาดูที่ฟลูออรีน
เนื่องจากเราเปลี่ยนจากคลอรีนมาเป็นฟลูออรีน สังเกตไหมว่าขนาดอะตอมจะเล็กลง? และเนื่องจาก
ขนาดที่เล็กลง พลังงานโครงข่ายก็จะเพิ่มขึ้นเนื่องจากอิออนจะอยู่ใกล้กันมากขึ้น
กลับมาที่โซเดียมคลอไรด์อีกทีก่อน คิดว่าจะเป็นอย่างไร ถ้าเราเปลี่ยนไปเป็นโซเดียมโบรไมด์?
แน่ละโซเดียมอะตอมสีม่วงคงมีขนาดเท่าเดิม แต่เนื่องจากตอนนี้ เรามีโบรเมียม
ที่มีขนาดอะตอมเพิ่มขึ้น พลังงานโครงข่ายก็จะลดลง เช่นเดียวกันกับขถ้าเราจะเปลี่ยนเป็นโซเดียมไอโอไดด์
ตกลงเนื่องจากมันมีขนาดเพิ่มขึ้น หมายถึงระยะระหว่างอะตอมก็เพิ่มขึ้นด้วย เมื่ออธิบายด้วยกฎของคูลอมบ์
พลังงานระหว่างอิออนหรืออะตอมก็จะลดลง ทีนี้มีอะไรอีกทีมีผล
ก็ต้องเป็นขนาดประจุ ถ้าเราเทียบโซเดียมคลอไรดืกับแบเรียมออกไซด์
ซึ่งมีจำนวนประจุต่างกันค่อนข้างมาก เราก็จะเห็นความแตกต่างกันของ
พลังงานโครงข่ายเช่นกัน นั่นก็คือเมื่อเรามีขนาดของประจุเพิ่มขึ้น
พันธะอิออนิคระหว่างอะตอมก็จะเพิ่มขึ้นไปด้วย สรุปว่าเราเรียนอะไรไปบ้าง? เรื่องที่ว่าเราสามารถจะใช้โครงสร้างระดับอะตอม
มาอธิบายคุณสมบัติของสารได้หรือไม่? เริ่มง่ายๆ ด้วยการใช้กฎของคูลอมบ์ ที่ว่า
ยิ่งมีขนาดของประจุเพิ่มขึ้น มีระยะระหว่างอะตอมเล็กลง ความแรงพันธะก็จะเพิ่มขึ้น
ก็หวังว่าคงจะเป็นประโยชน์บ้าง