พันธะเคมี สามารถจำแนกเป็นกี่ประเภท แต่ละประเภทมีความแตกต่างกันอย่างไร

พันธะเคมี (Chemical Bonding)

พันธะเคมี (Chemical Bonding) คือ แรงยึดเหนี่ยวที่เกิดขึ้นระหว่างอนุภาคมูลฐานหรืออะตอม (Atom) ซึ่งเป็นการดึงดูดเข้าหากัน เพื่อสร้างเสถียรภาพในระดับโมเลกุล จนเกิดเป็นสสารหรือสารประกอบที่มีโครงสร้างขนาดใหญ่และมีความซับซ้อนมากขึ้นในธรรมชาติ ไม่ว่าจะเป็นน้ำ อากาศ พื้นดิน ก้อนหิน ต้นไม้ รวมไปถึงเนื้อเยื่อและร่างกายของสิ่งมีชีวิต ซึ่งทุกสสารในจักรวาลล้วนถูกสร้างขึ้นจากการรวมตัวกันของอนุภาคพื้นฐานขนาดเล็กเหล่านี้

พันธะเคมี เป็นแรงดึงดูดที่เกิดขึ้นจากความไม่เสถียรของอะตอมหรือธาตุต่าง ๆ ในธรรมชาติ ซึ่งกว่า 90 ธาตุที่พบในธรรมชาติ มีเพียงธาตุในหมู่ VIIIA หรือก๊าซเฉื่อย (Inert Gas) เท่านั้นที่สามารถคงอยู่ในรูปของอะตอมอิสระ  จากการมีอิเล็กตรอนวงนอกสุดเต็มตามจำนวนในแต่ละระดับชั้นของพลังงาน หรือ มีเวเลนซ์อิเล็กตรอน (Valence Electron) ครบ 8 ตัว ทำให้โครงสร้างของอะตอมมีความเสถียรในตัวเองสูง

อ่านเพิ่มเติม เรื่องตารางธาตุ

พันธะเคมี, อะตอม, การสร้างพันธะเคมี, วาเลนซ์อิเล็กตรอน
โครงสร้างอะตอมของอาร์กอน

ดังนั้น อะตอมของธาตุอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นคาร์บอน (C) ไนโตรเจน (N) หรือออกซิเจน (O) ต่างต้องการจับกลุ่มรวมตัวกัน เพื่อทำให้โครงสร้างของตนมีเวเลนต์อิเล็กตรอนครบ 8 ตัว ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เรียกกฎของการรวมตัวนี้ว่า กฎออกเตต” (Octet Rule) โดยมีอะตอมของธาตุไฮโดรเจน (H) เป็นข้อยกเว้นเพียงหนึ่งเดียวที่ต้องการเวเลนต์อิเล็กตรอนเพียง 2 ตัว เพื่อสร้างเสถียรภาพให้ตนเอง

ชนิดของพันธะเคมี

พันธะเคมีสามารถเกิดขึ้นได้ในหลายลักษณะ ส่งผลให้โมเลกุลของสสารมีคุณสมบัติแตกต่างกันออกไป โดยพันธะเคมีสามารถจำแนกออกเป็น 3 ชนิด ได้แก่

พันธะไอออนิก (Ionic Bond)

คือ พันธะที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอมซึ่งมีประจุขั้วตรงข้าม จากแรงดึงดูดทางไฟฟ้าระหว่างประจุบวก (Cation) และประจุลบ (Anion) ซึ่งยึดเหนี่ยวอะตอมเข้าหากัน เป็นพันธะที่เกิดขึ้นจากการเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอนวงนอกสุดระหว่างอะตอม เพื่อทำให้เวเลนต์อิเล็กตรอนของทั้งคู่มีจำนวนเต็มตามกฎออกเตต โดยส่วนใหญ่ พันธะไอออนิก มักเกิดขึ้นระหว่างอะตอมของโลหะ (Metals) กับอโลหะ (Nonmetals) เนื่องจากอะตอมของกลุ่มธาตุโลหะ มักมีค่าพลังงานไอออไนเซชัน (Ionization Energy) หรือค่าความสามารถในการยึดเหนี่ยวอิเล็กตรอนไว้ต่ำ ดังนั้น โลหะจึงมีแนวโน้มที่จะสูญเสียอิเล็กตรอนให้อะตอมกลุ่มอโลหะสูง อย่างเช่น การเกิดของสารประกอบโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) หรือเกลือ ซึ่งเกิดจากอะตอมของโซเดียม (Na) ที่สูญเสียอิเล็กตรอนวงนอกสุด 1 ตัว ให้แก่อะตอมของคลอรีน (Cl) ที่มีอิเล็กตรอนวงนอกสุด 7 ตัว ซึ่งการรวมตัวกัน ทำให้อะตอมของทั้งคู่มีจำนวนอิเล็กตรอนวงนอกสุดครบ 8 ตัว ตามกฎออกเตตนั่นเอง

พันธะเคมี, พันธะไอออนิก, สารประกอบไอออนิก

คุณสมบัติของสารประกอบไอออนิก

อะตอมที่รวมตัวกันด้วยพันธะไอออนิก มีชื่อเรียกว่า สารประกอบไอออนิกเป็นสารประกอบมีขั้ว โดยมีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าได้ต่ำ เมื่ออยู่ในสถานะของแข็ง แต่จะนำไฟฟ้าได้ดี เมื่ออยู่ในรูปของสารละลาย เป็นสารประกอบที่มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง

พันธะโคเวเลนต์ (Covalent Bond) คือ พันธะที่เกิดขึ้นจากการใช้เวเลนต์อิเล็กตรอน 1 คู่หรือมากกว่าร่วมกันระหว่างอะตอม ซึ่งโดยส่วนใหญ่ มักเกิดขึ้นจากการรวมตัวกันของอะตอมหรือธาตุในกลุ่มอโลหะ ซึ่งมีพลังงานไอออไนเซชันหรือแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอิเล็กตรอนสูง ทำให้การจับคู่กันกลายเป็นการแบ่งปันอิเล็กตรอนร่วมกัน โดยไม่มีอะตอมตัวใดสูญเสียอิเล็กตรอนไปอย่างถาวร

พันธะโคเวเลนต์ สามารถจำแนกออกได้อีก 3 ลักษณะ ตามจำนวนคู่ของอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกัน คือ

  • พันธะเดี่ยว (Single Bond) เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 1 คู่ เช่น น้ำ (H2O) แอมโมเนีย (NH3) และมีเทน (CH4) เป็นต้น
  • พันธะคู่ (Double Bond) เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 2 คู่ เช่น ก๊าซออกซิเจน (O2) คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และอีเทน (C2H4) เป็นต้น
  • พันธะสาม (Triple Bond) เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 3 คู่ เช่น ก๊าซไนโตรเจน (N2) ก๊าซอะเซทิลีน (C2H2) และคาร์บอนมอนออกไซด์ (CO) เป็นต้น

ดังนั้น ในธรรมชาติ ธาตุในกลุ่มอโลหะส่วนใหญ่ จึงไม่สามารถอยู่เป็นอะตอมอิสระได้ จำเป็นต้องจับกลุ่มรวมตัวกันเพื่อสร้างโมเลกุลที่มีความเสถียรในตนเอง

พันธะโลหะ (Metallic Bond)

คือ พันธะที่เกิดขึ้นภายในอะตอมของธาตุในกลุ่มโลหะ เกิดเป็นแรงยึดเหนี่ยวที่ทำให้อะตอมของกลุ่มโลหะอยู่ร่วมกันเป็นกลุ่มก้อน จากการแบ่งปันอิเล็กตรอนวงนอกสุดร่วมกัน โดยที่อิเล็กตรอนดังกล่าว ไม่ได้ถูกรวมเข้าไปเป็นส่วนหนึ่งของอะตอมใดอะตอมหนึ่งโดยเฉพาะ ซึ่งทำให้ภายในสสารหรือก้อนโลหะดังกล่าวเกิดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอยู่ตลอดเวลา

พันธะเคมี, พันธะโลหะ

ยกตัวอย่างเช่น ก้อนเหล็ก (Fe) ซึ่งประกอบขึ้นจากอะตอมของโลหะจำนวนมาก โดยที่ทุกอะตอมของโลหะจะอยู่เรียงชิดติดกันอย่างต่อเนื่อง โดยไม่มีการกำหนดตัวเลขหรือจำนวนอะตอมในหนึ่งโมเลกุล ซึ่งส่งผลให้โลหะไม่มีสูตรโมเลกุลที่แน่นอน มีเพียงสัญลักษณ์ของธาตุหรือสูตรอย่างง่ายที่ใช้แทนโมเลกุลของสารดังกล่าว

 สมบัติของโลหะ

โลหะนำไฟฟ้าและนำความร้อนได้ดี มีจุดหลอมเหลวสูงและสามารถตีแผ่เป็นแผ่นหรือถูกยืดขยายได้ง่ายโดยไม่แตกหัก เนื่องจากมีกลุ่มเวเลนต์อิเล็กตรอน ทำหน้าที่ยึดอนุภาคให้เรียงร้อยต่อกันอย่างเหนี่ยวแน่น นอกจากนี้ โลหะยังมีผิวเป็นมันวาว จากการเคลื่อนที่โดยอิสระของกลุ่มอิเล็กตรอนที่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาต่อแสงไฟที่สะท้อนกลับมา

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


ข้อมูลอ้างอิง

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย – http://www.curadio.chula.ac.th/Images/Class-Onair/ch/2018/2018-11-23-2521-d193790.pdf

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) – https://www.scimath.org/lesson-chemistry/item/7097-2017-06-04-03-08-02

ทรูปลูกปัญญา – https://www.trueplookpanya.com/knowledge/content/66296/-sciche-sci-

มหาวิทยาลัยมหิดล – https://il.mahidol.ac.th/e-media/ap-chemistry1/chemical_bonding/ionic.htm


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ: ความเป็นกรดและเบสของสารละลาย

เรื่องแนะนำ

มนุษย์จะมีลูกบนดาวอังคารได้ไหม มันอาจยากกว่าที่คุณคิด

ก่อนที่จะย้ายถิ่นฐาน ก่อนที่ ชีวิตบนดาวอังคาร จะเริ่มต้น มนุษย์ต้องตอบคำถามยากๆ เกี่ยวกับชีววิทยาพื้นฐาน ให้ได้เสียก่อน

กลุ่มดาวหมีเล็ก (Ursa Minor)

กลุ่มดาวหมีเล็ก กลุ่มดาวที่ปรากฏเฉพาะซีกโลกเหนือ กลุ่มดาวหมีเล็ก (Ursa Minor) เป็น 1 ใน 88 กลุ่มดาวสากล (Constellations) ของโลก เป็นกลุ่มดาวฤกษ์ ซึ่งอยู่เคียงข้างกลุ่มดาวหมีใหญ่ (Ursa Major) บนซีกฟ้าเหนือ ครอบคลุมพื้นที่ราว 256 ตารางองศา หรือมีขนาดใหญ่เป็นลำดับที่ 56 ของกลุ่มดาวทั้งหมด กลุ่มดาวหมีเล็กเป็นกลุ่มดาวที่สามารถพบเห็นได้ตลอดทั้งปีในท้องฟ้าฝั่งซีกโลกเหนือ แต่จะมองเห็นได้ชัดเจนที่สุดในเดือนมิถุนายนหรือช่วงรอยต่อของฤดูใบไม้ผลิและฤดูร้อน แต่จะไม่ปรากฏขึ้นให้เห็นบนท้องฟ้าของฝั่งซีกโลกใต้ อ่านเพิ่มเติมเรื่อง : กลุ่มดาว นอกจากนี้ กลุ่มดาวหมีเล็กยังเป็น 1 ใน 48 กลุ่มดาวดั้งเดิมที่ถูกจารึกอยู่ในบันทึกของปโตเลมี (Ptolemy) เมื่อหลายพันปีก่อนเช่นเดียวกับกลุ่มดาวหมีใหญ่อีกด้วย ส่งผลให้กลุ่มดาวหมีเล็กเป็นกลุ่มดาวเก่าแก่ที่มีชื่อเรียกเฉพาะถิ่นมากมาย โดยชาวกรีกโบราณเรียกกลุ่มดาวนี้ว่า “หมีตัวเล็ก” (Little bear) ขณะที่ชาวจีนและชาวบาบิโลเนียเรียกกลุ่มดาวนี้ว่า “ราชรถแห่งสวรรค์” (Wagon of heaven) หรือชาวอังกฤษที่เรียกกลุ่มดาวหมีเล็กว่ากลุ่มดาว “คันไถ” (Plough) เป็นต้น องค์ประกอบของกลุ่มดาวหมีเล็ก กลุ่มดาวหมีเล็กเป็นที่รู้จักกันดี จากการมีรูปร่างคล้ายกลุ่มดาวหมีใหญ่ในขนาดย่อส่วน ประกอบไปด้วยดาวฤกษ์ […]

100 ปีของการตามล่าอุปราคา (eclipse) เผยให้เห็นในภาพถ่ายแปลกประหลาด

เรื่อง เรเชล บราวน์ ความมืดกลืนกินกลางวัน ทันใดนั้นอากาศก็หนาวเย็น ดวงอาทิตย์หายไปจากท้องฟ้า ไม่ต้องสงสัยเลยว่า บรรพบุรุษของเราจะต้องตื่นตระหนกต่อปรากฏการณ์สุริยุปราคา หลายวัฒนธรรมเชื่อว่า สุริยุปราคาและจันทรุปราคาเกิดขึ้นเมื่อดวงอาทิตย์หรือดวงจันทร์ถูกพลังเหนือธรรมชาติกลืนกิน เช่น สุนัขเพลิงของวัฒนธรรมเกาหลี หมาป่าแห่งท้องฟ้าของชาวไวกิ้ง หรือพระราหูที่มีแต่ร่างกายท่อนบน ทว่าในที่สุดนักดาราศาสตร์ก็ได้คำตอบว่า สุริยุปราคาเกิดจากดวงจันทร์โคจรผ่านมาอยู่ในแนวเดียวกันระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ และจันทรุปราคาเกิดจากโลกโคจรผ่านระหว่างดวงอาทิตย์กับดวงจันทร์ จากการสังเกตการณ์อย่างละเอียด นักดาราศาสตร์ยุคแรกๆจึงเรียนรู้ที่จะทำนายวันเวลาในการเกิดอุปราคา ชาวแคลเดียในเมืองบาบิโลนบันทึกการเกิดวัฏจักรซารอส (Saros cycle) หรือช่วงเวลา 18 ปี 11.3 วัน ที่จะเกิดอุปราคาซ้ำ เป็นครั้งแรกในสมัยศตวรรษที่เจ็ดก่อนคริสตกาล อย่างไรก็ตาม เราต้องใช้เวลาอีกนานมากกว่าจะคิดหาวิธีปกป้องลูกตาของเราจากการมองดูอุปราคาได้อย่างแท้จริง ในปี 1896 นักดาราศาสตร์อาชีพและมือสมัครเล่นจากทั่วโลก 165 คนลงเรือเดินทางนานหนึ่งเดือนไปยังเมือง Vadsø ประเทศนอร์เวย์ เพื่อเฝ้าสังเกตสุริยุปราคาเต็มดวงที่จะเกิดขึ้นในวันที่ 9 สิงหาคม ที่นี่ โจเซฟ ลันต์ จาก British Astronomical Association ปรับเปลี่ยนกล้องถ่ายภาพที่ออกแบบเป็นพิเศษซึ่งต้องใช้ผู้ปฏิบัติงานสี่คน Photograph by ALINARY, GETTY IMAGES สมาชิกของ […]

ค้นพบอวัยวะใหม่ของมนุษย์ “Interstitium”

อวัยวะดังกล่าวมีชื่อว่า interstitium มันอยู่ใต้ผิวหนังของพวกเราก่อนที่จะถึงอวัยวะภายใน การค้นพบครั้งนี้อาจมีส่วนช่วยรักษาการแพร่กระจายของโรคมะเร็งในอนาคต