พันธะไอออนิก
พันธะไอออนิก ( Ionic bond ) หมายถึง แรงยึดเหนี่ยวที่เกิดในสารประกอบที่เกิดขึ้นระหว่าง 2 อะตอมอะตอมที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีต่างกันมาก อะตอมที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีน้อยจะให้อิเล็กตรอนแก่อะตอมที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีมาก และทำให้อิเล็กตรอนที่อยู่รอบๆ อะตอมครบ 8 ( octat rule ) กลายเป็นไอออนบวก และไอออนลบตามลำดับ เกิดแรงดึงดูดทางไฟฟ้าระหว่างไอออนบวกและไอออนลบ และเกิดเป็นโมเลกุลขึ้น เช่น การเกิดสารประกอบ NaCl
สมบัติของสารประกอบไอออนิก
1.มีขั้ว เพราะสารประกอบไอออนิกไม่ได้เกิดขึ้นเป็นโมเลกุลเดี่ยว แต่จะเป็นของแข็งซึ่งประกอบด้วยไอออนจำนวนมาก ซึ่งยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงยึดเหนี่ยวทางไฟฟ้า
2.ไม่นำไฟฟ้าเมื่ออยู่ในสภาพของแข็ง แต่จะนำไฟฟ้าได้เมื่อใส่สารประกอบไอออนิกลงในน้ำ ไอออนจะแยกออกจากกัน ทำให้สารละลายนำไฟฟ้าในทำนองเดียวกันสารประกอบที่หลอมเหลวจะนำไฟฟ้าได้ด้วยเนื่องจากเมื่อหลอมเหลวไอออนจะเป็นอิสระจากกัน เกิดการไหลเวียนอิเลคตรอนทำให้อิเลคตรอนเคลื่อนที่จึงเกิดการนำไฟฟ้า
3. มีจุหลอมเหลวและจุดเดือดสูง ความร้อนในการทำลายแรงดึงดูดระหว่างไอออนให้กลายเป็นของเหลวต้องใช้พลังงานสูง
4. สารประกอบไอออนิกทำให้เกิดปฏิกิริยาไอออนิก คือ ปฏิกิริยาระหว่างไอออนกับไอออน ทั้งนี้เพราะสารไอออนิกจะเป็นไอออนอิสระในสารละลาย ปฏิกิริยาจึงเกิดทันที
5.สมบัติไม่แสดงทิศทางของพันธะไอออนิก สารประกอบไอออนิกเกิดจากไอออนที่มีประจุตรงกันข้ามรอบ ๆ ไอออนแต่ละไอออนจะมีสนามไฟฟ้าซึ่งไม่มีทิศทาง จึงทำให้เกิดสมบัติไม่แสดงทิศทางของพันธะไอออนิก
6. เป็นผลึกแข็ง แต่เปราะและแตกง่าย
กรณีเป็นสารประกอบธาตุคู่ ให้อ่านชื่อธาตุที่เป็นประจุบวก แล้วตามด้วยธาตุประจุลบ โดยลงท้ายเสียงพยางค์ท้ายเป็น “ไอด์” (ide)
เช่น NaCl อ่านว่า โซเดียมคลอไรด์
กรณีเป็นสารประกอบธาตุมากกว่าสองชนิด ให้อ่านชื่อธาตุที่เป็นประจุบวก แล้วตามด้วยกลุ่มธาตุที่เป็นประจุลบได้เลย
เช่น CaCO3 อ่านว่า แคลเซียมคาร์บอเนต
ในการเกิดสารประกอบไอออนิก จะมีการเปลี่ยนแปลงหลายขั้นตอนย่อย ๆ และแต่ละขั้นตอนย่อยจะมีการเปลี่ยนแปลงพลังงาน เช่น
การเกิดโซเดียมคลอไรด์จากโลหะ Na กับก๊าซ Cl2
Na (s) +1/2 Cl2(g)------> NaCl (s)
การเกิด NaCl มีขั้นตอนต่าง ๆ และพลังงานเกี่ยวข้องดังนี้
ขั้นที่ 1 (DH1= พลังงานการระเหิด)
Na (s) -----------> Na (g) DH1= +109 kJ/mol
ขั้นที่ 2 (DH2= พลังงานสลายพันธะ)
1/2 Cl2(g) -------------> Cl (g) DH2= +121 kJ/mol
ขั้นที่ 3 (DH3= พลังงานไอออไนเซชัน)
Na (g) ---------------> Na+(g) + e-DH3= +494 kJ/mol
ขั้นที่ 4 (DH4= พลังงานสัมพรรคภาพอิเล็กตรอน)
Cl2(g) + e---------------> Cl-(g) DH4= -347 kJ/mol
ขั้นที่ 5 (DH5= พลังงานแลตทิช)
Na+(g) + Cl-(g)------------> NaCl (s) DH5= -787 kJ/mol
เมื่อรวมขั้นที่ 1 ถึง 5 เข้าด้วยกันจะได้
Na (s) + 1/2 Cl2(g)-----------------> NaCl (s) DH = -410 kJ/mol
แสดงว่าการเกิด NaCl เป็นการเปลี่ยนแปลงแบบคายพลังงานเขียนแผนภาพ แสดงขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงพลังงานต่าง ๆ ในการเกิดสารประกอบไอออนิกได้ดังนี้
เรียกแผนภาพดังกล่าวว่าBonr - Haber cycle
ในการเกิดสารประกอบไอออนิกจากโลหะและอโลหะนั้น จะมีพลังงานเกี่ยวข้อง 2 แบบ คือ ขั้นที่ 1 , 2 , 3 เป็นแบบดูดพลังงาน ส่วนขั้นตอนที่ 4 และ 5 เป็นแบบคายพลังงาน ดังนั้น
พลังงานในการเกิด NaCl (DH) = DH1+ DH2+ DH3+DH4+ DH5
= (+109) + (+121) + (+494) + (-347) + (-787)
= -410 kJ/mol
การเกิดสารประกอบไอออนิกจากโลหะกับอโลหะนั้นโดยทั่วไปมีพลังงานเปลี่ยนแปลง 2 แบบคือการเกิดสารประกอบไอออนิกแบบคายพลังงาน จะมีพลังงานในขั้น 1 , 2 , 3 (DH1, DH2และ DH3) ที่ดูดเข้าไปทั้งหมดน้อยกว่า พลังงานที่คายออกมาจากขั้นที่ 4 และ 5 (DH4และ DH5) และ
* การเกิดสารประกอบไอออนิกแบบดูดพลังงาน จะมีพลังงานในขั้น 1 , 2 , 3 (DH1, DH2และ DH3) ที่ดูดเข้าไปทั้งหมดมากกว่า พลังงานที่คายออกมาจากขั้นที่ 4 และ 5 (DH4และ DH5)
ส่วนมากการเกิดสารประกอบไอออนิกมักจะเป็นแบบคายพลังงาน โดยเฉพาะการเกิดสารประกอบไอออนิกของธาตุหมู่ 7A
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น