พันธะเคมี

พันธะเคมี

พันธะเคมี
พันธะโควาเลนต์ (Covalent bond) คือพันธะเคมี (chemical bond) ภายในโมเลกุลชนิดหนึ่ง พันธะโควาเลนต์เกิดจากอะตอมสองอะตอมใช้วาเลนซ์อิเล็กตรอนหนึ่งคู่หรือมากกว่าร่วมกัน ทำให้เกิดแรงดึงดูดที่รวมอะตอมเป็นโมเลกุลขึ้น อะตอมมักสร้างพันธะโควาเลนต์เพื่อเติมวงโคจรอิเล็กตรอนรอบนอกสุดของตัวเองให้เต็ม ดังนั้นอะตอมที่สร้างพันธะโควาเลนต์จึงมักมีวาเลนซ์อิเล็กตรอนอยู่มาก เช่น ธาตุหมู่ VI และหมู่ VII เป็นต้น พันธะโควาเลนต์แข็งแรงกว่าพันธะไฮโดรเจนและมีความแข็งแรงพอๆ กับพันธะไอออนิก


พันธะโควาเลนต์มักเกิดขึ้นระหว่างอะตอมที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาทิวิตีใกล้เคียงกัน ธาตุอโลหะมีแนวโน้มที่จะสร้างพันธะโควาเลนต์มากกว่าธาตุโลหะซึ่งมักสร้างพันธะโลหะ เนื่องจากอิเล็กตรอนของธาตุโลหะสามารถเคลื่อนอย่างอิสระ ในทางกลับกัน อิเล็กตรอนของธาตุอโลหะไม่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระนัก การใช้อิเล็กตรอนร่วมกันจึงเป็นทางเลือกเดียวในการสร้างพันธะกับธาตุที่มีสมบัติคล้ายๆ กัน อย่างไรก็ดี พันธะโควาเลนต์ที่มีโลหะนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งในการเร่งปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่น พันธะโควาเลนต์ระหว่างสารอินทรีย์กับโลหะเป็นเครื่องมือสำคัญของกระบวนการสร้างพอลิเมอร์หลายๆ กระบวนการ เป็นต้น

ในโมเลกุลของมีเทน อะตอมของธาตุไฮโดรเจนสี่อะตอมสร้างพันธะโควาเลนต์กับอะตอมของธาตุคาร์บอน

พันธะโลหะ
พันธะโลหะ (Metallic bonding) เป็นพันธะภายในโลหะซึ่งเกี่ยวข้องกับ การเคลื่อนย้าย อิเล็กตรอน อิสระระหว่างแลตทิซของอะตอมโลหะ ดังนั้นพันธะโลหะจึงอาจเปรียบได้กับเกลือที่หลอมเหลว อะตอมของโลหะมีอิเล็กตรอนพิเศษเฉพาะในวงโคจรชั้นนอกของมันเทียบกับคาบ (period) หรือระดับพลังงานของพวกมัน อิเล็กตรอนที่เคลื่อนย้ายเหล่านี้เปรียบได้กับทะเลอิเล็กตรอน(Sea of Electrons) ล้อมรอบแลตทิชขนาดใหญ่ของไอออนบวก
พันธะโลหะเทียบได้กับพันธะโควาเลนต์ที่เป็น นอน-โพลาร์ ที่จะไม่มีในธาตุโลหะบริสุทธ์ หรือมีน้อยมากในโลหะผสม ความแตกต่าง อิเล็กโตรเนกาทิวิตีระหว่างอะตอม ซึ่งมีส่วนในปฏิกิริยาพันธะ และอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยาจะเคลื่อนย้ายข้ามระหว่างโครงสร้างผลึกของโลหะ พันธะโลหะเขียนสูตรทางเคมีไม่ได้ เพราะไม่ทราบจำนวนอะตอมที่แท้จริง อาจจะมีเป็นล้านๆ อะตอมก็ได้ พันธะโลหะจะมีความสำคัญต่อคุณสมบัติทางฟิสิกส์หลายอย่างของโลหะเช่น
· ความแข็งแรง
· ตีแผ่เป็นแผ่นได้(malleability)
· ดึงเป็นเส้นได้(ductility)
· นำความร้อนได้ดี
· นำไฟฟ้าได้ดีและนำได้ทุกทิศทาง
· เนื้อเป็นเงา (luster)

พันธะโลหะเป็นแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิต (electrostatic attraction) ระหว่างอะตอม หรือ ไออนของโลหะ และ อิเล็กตรอนอิสระ(delocalised electrons) คือเหตุผลที่ทำให้อะตอมหรือชั้นของมันยอมให้มีการเลื่อนไถลไปมาระหว่างกันและกันได้ เป็นผลให้โลหะมีคุณสมบัติที่สามารถตีเป็นแผ่นหรือดึงเป็นเส้นได้

พันธะไอออนิค
พันธะไอออนิค (พันธะไอออน) (ionic bond) เกิดจากที่อะตอมหรือกลุ่มของอะตอมสร้างพันธะกันโดยที่อะตอมหรือกลุ่มของอะตอมให้อิเล็กตรอนกับอะตอมหรือกลุ่มของอะตอม ทำให้กลายเป็นประจุบวก ในขณะที่อะตอมหรือกลุ่มของอะตอมที่ได้รับอิเล็กตรอนนั้นกลายเป็นประจุลบ เนื่องจากทั้งสองกลุ่มมีประจุตรงกันข้ามกันจะดึงดูดกัน ทำให้เกิดพันธะไอออน โดยทั่วไปพันธะชนิดนี้มักเกิดขึ้นระหว่างโลหะกับอโลหะ โดยอะตอมที่ให้อิเล็กตรอนมักเป็นโลหะ ทำให้โลหะนั้นมีประจุบวก และอะตอมที่รับอิเล็กตรอนมักเป็นอโลหะ จึงมีประจุลบ ไอออนที่พันธะไอออนมีความแข็งแรงมากกว่าพันธะไฮโดรเจน แต่แข็งแรงพอ ๆ กับพันธะโคเวเลนต์

การจัดเรียงอิเล็กตรอน ของ ลิเทียม และ ฟลูออรีน ลิเทียมมีอิเล็กตรอน 1 ตัวในวงโคจรชั้นนอกสุดของมันซึ่งอยู่อย่างหลวมๆ เพราะว่า พลังงานไอออไนเซชัน ต่ำ ฟลูออรีนมีอิเล็กตรอน 7 ตัวในวงโคจรชั้นนอกสุด เมื่อ อิเล็กตรอน 1 ตัว เคลื่อนที่จากลิเทียมไปยังฟลูออรีน แต่ละ ไอออน จะจัดเรียงตัวกันแบบ ก๊าซมีตระกูล พลังงานพันธะจาก แรงดึงดูดไฟฟ้าสถิต ของสองประจุไออนที่ตรงข้ามกันมีค่าเป็นลบมากพอ เนื่องจากการที่พลังงานในสถานะที่เป็นพันธะโดยรวมต่ำกว่าสถานะที่ไม่เป็นพันธะ

พันธะไฮโดรเจน
พันธะไฮโดรเจน (Hydrogen bond) เป็นแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลโควาเลนต์ ที่มีขั้วรุนแรง มีความแข็งแรงมากกกว่าแรงระหว่างโมเลกุลอื่นๆ แต่แรงยึดเหนี่ยวนี้มีความแข็งแรงน้อยกว่าพันธะโควาเลนต์และพันธะไอออนิกอยู่มาก นอกจากนี้ ในโมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น โปรตีน หรือ กรดนิวคลีอิก ก็อาจมีพันธะไฮโดรเจนภายในโมเลกุลได้ เหตุที่เรียกแรงยึดเหนี่ยวนี้ว่าพันธะไฮโดรเจน เพราะว่าโมเลกุลที่จะเกิดพันธะไฮโดรเจนนั้น จะมีธาตุไฮโดรเจนที่เกิดพันธะโควาเลนต์กับธาตุที่มีอิเล็กโตรเนกาทิวิตีสูง ได้แก่ ไนโตรเจน ออกซิเจน และฟลูออรีน เกิดแรงดึงดูดกับธาตุเหล่านี้ของอีกโมเลกุลหนึ่ง โดยธาตุเหล่านี้จะดึงดูดกลุ่มหมอกอิเล็กตรอน มาอยู่ที่อะตอมเหล่านั้น จนทำให้เกิดสภาพขั้วบวกที่อะตอมของไฮโดรเจน และดึงดูดกับอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวของอีกโมเลกุลหนึ่งอย่างรุนแรงเกิดพันธะไฮโดรเจนขึ้น

พันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ำ ซึ่งในรูปแทนด้วยเส้นดำ ส่วนเส้นแดงเป็นพันธะโควาเลนต์ที่ยึดเกาะกันระหว่าง ออกซิเจน (สีแดง) และ ไฮโดรเจน (สีน้ำเงิน)

แหล่งอ้างอิง :

http://th.wikipedia.org/wiki/พันธะโควาเลนต์

http://th.wikipedia.org/wiki/พันธะโลหะ

http://th.wikipedia.org/wiki/พันธะไอออนิก

http://th.wikipedia.org/wiki/พันธะไฮโดรเจน