หน่วยที่ 4: พันธะเคมี (Chemical Bonding)
4.2 พันธะโคเวเลนต์ (Covalent Bonding)
พันธะโคเวเลนต์ (Covalent Bond) เกิดขึ้นเมื่ออะตอมสองอะตอมมีการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันในวงโคจรของพวกมัน พันธะโคเวเลนต์จะเกิดขึ้นระหว่างอะตอมที่มีความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนใกล้เคียงกัน เช่น อโลหะที่ต้องการเติมเต็มอิเล็กตรอนในวงโคจรนอกสุดของมันเพื่อให้ครบ 8 ตัว (ตามกฎออกเตต)
ตัวอย่างของพันธะโคเวเลนต์
โมเลกุลของน้ำ (\(H_2O\)) เป็นตัวอย่างที่ดีของพันธะโคเวเลนต์ อะตอมของออกซิเจน (\(O\)) ต้องการอิเล็กตรอนอีก 2 ตัวเพื่อเติมเต็มวงโคจรนอกสุดของมัน ในขณะที่อะตอมของไฮโดรเจน (\(H\)) แต่ละอะตอมต้องการอิเล็กตรอนเพิ่มอีก 1 ตัว เมื่ออะตอมของไฮโดรเจน 2 อะตอมรวมกับอะตอมของออกซิเจน พวกมันจะใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน ทำให้เกิดพันธะโคเวเลนต์ระหว่างอะตอมเหล่านี้
สมการแสดงการเกิดพันธะโคเวเลนต์ในโมเลกุลน้ำ
\[ H + \cdot \cdot O \cdot \cdot + H \rightarrow H-O-H \]
พันธะโคเวเลนต์ประเภทต่าง ๆ
- พันธะโคเวเลนต์เดี่ยว (Single Covalent Bond) เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันหนึ่งคู่ ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของไฮโดรเจน (\(H_2\)) ที่มีการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันระหว่างอะตอมของไฮโดรเจนสองอะตอม
- พันธะโคเวเลนต์คู่ (Double Covalent Bond) เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันสองคู่ ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของออกซิเจน (\(O_2\)) ที่มีการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันระหว่างอะตอมของออกซิเจนสองอะตอม
- พันธะโคเวเลนต์สาม (Triple Covalent Bond) เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันสามคู่ ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของไนโตรเจน (\(N_2\)) ที่มีการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันระหว่างอะตอมของไนโตรเจนสองอะตอม
สมบัติของสารประกอบโคเวเลนต์
- สถานะของสาร สารประกอบโคเวเลนต์ส่วนใหญ่พบในสถานะก๊าซหรือของเหลวที่อุณหภูมิห้อง ตัวอย่างเช่น น้ำ (\(H_2O\)) และคาร์บอนไดออกไซด์ (\(CO_2\))
- จุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ เนื่องจากพันธะโคเวเลนต์ไม่แข็งแรงเท่าพันธะไอออนิก ทำให้สารประกอบโคเวเลนต์มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ
- ไม่นำไฟฟ้า สารประกอบโคเวเลนต์ไม่นำไฟฟ้า เนื่องจากไม่มีไอออนเคลื่อนที่อิสระ ยกเว้นกรณีที่สารละลายสามารถแตกตัวเป็นไอออนได้ เช่น กรด
พันธะโคเวเลนต์ขั้วและพันธะโคเวเลนต์ไม่ขั้ว
- พันธะโคเวเลนต์ขั้ว (Polar Covalent Bond) เกิดขึ้นเมื่ออะตอมสองอะตอมที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีต่างกันเล็กน้อยมาใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน ทำให้เกิดความแตกต่างของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนระหว่างสองด้าน ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของน้ำ (\(H_2O\)) มีการกระจายประจุที่ไม่สมมาตร
- พันธะโคเวเลนต์ไม่ขั้ว (Non-Polar Covalent Bond) เกิดขึ้นเมื่ออะตอมสองอะตอมมีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีใกล้เคียงกัน ทำให้อิเล็กตรอนถูกใช้อย่างสมดุล ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของไฮโดรเจน (\(H_2\)) หรือไนโตรเจน (\(N_2\))
พันธะโคเวเลนต์เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันระหว่างอะตอม สารประกอบโคเวเลนต์มักพบในสถานะก๊าซหรือของเหลว มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ และไม่นำไฟฟ้า ยกเว้นในบางกรณี พันธะโคเวเลนต์ยังสามารถแบ่งออกเป็นพันธะขั้วและไม่ขั้วขึ้นอยู่กับการกระจายของอิเล็กตรอน
