สูตรโครงสร้างแบบจุด
สูตรโครงสร้างแบบจุด
เป็นการเขียนเฉพาะอิเล็กตรอนในชั้นพลังงานนอกสุดหรือเวเลนซ์อิเล็กตรอนของแต่ละธาตุ
โดยใช้จุดแทนอิเล็กตรอน 1 ตัว และใช้จุด 2 จุดแทนอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะหรือเส้น (-) ก็ได้
เราอาจเรียกโครงสร้างแบบจุดนี้ว่า “โครงสร้างลิวอิส”
(Lewis Structure)
หลักการเขียนโครงสร้างแบบจุด
1.ให้เขียนอะตอมทั้งหมด
โดยให้อะตอมที่เกิดพันธะอยู่ใกล้กัน
2.หาจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนทั้งหมด
3.ใส่จุดแทนเวเลนซ์อิเล็กตรอนรอบอะตอมเป็นคู่ๆ
โดยจัดให้แต่ละอะตอมมีจำนวนอิเล็กตรอนล้อมรอบครบ 8 ตัว
(ยกเว้นHe = 2 , Be = 4 , B = 6)
4.ในกรณีที่ใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนจนหมดแล้ว
แต่อะตอมมีอิเล็กตรอนไม่ครบ 8 ตัว นั้นหมายถึงว่า
อาจมีพันธะคู่หรือพันธะสามเกิดขึ้น 5.กรณีที่มีอะตอม 3 ตัว อะตอมที่อยู่ตรงกลาง คือ
อะตอมที่มีค่าอิเล็กโทเนกาติวิตีต่ำ
กฎออกเตต (Octet rule)
จากการศึกษาเกี่ยวกับธาตุเฉื่อยเช่น He, Ne, Ar, Kr พบว่าเป็นธาตุที่จัดอยู่ในประเภทโมเลกุลอะตอมเดียวทุกสถานะ
คือใน 1โมเลกุลของธาตุเฉื่อยจะมีเพียง 1 อะตอมทั้งสถานะของแข็ง ของเหลว
และก๊าซในธรรมชาติเกือบจะไม่พบสารประกอบของธาตุเฉื่อยเลย
-แสดงว่าธาตุเฉื่อยเป็นธาตุที่เสถียรมาก
-แสดงว่าธาตุเฉื่อยเป็นธาตุที่เสถียรมาก ดังนั้นธาตุต่างๆ
ที่มีเวเลนต์อิเล็กตรอนน้อยกว่า 8
จึงพยายามปรับตัวให้มีโครงสร้างแบบธาตุเฉื่อยเช่น
-โดยการรวมตัวกันเป็นโมเลกุลหรือใช้อิเล็กตรอนร่วมกันเพื่อทำให้เวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ
8 ส่วนไฮโดรเจนจะพยายามปรับตัวให้มีเวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ2 เหมือนธาตุ He
โดยการรวมตัวกันเป็นโมเลกุลหรือใช้อิเล็กตรอนร่วมกันเพื่อทำให้เวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ
8
ส่วนไฮโดรเจนจะพยายามปรับตัวให้มีเวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ2 เหมือนธาตุ He
ข้อยกเว้นสำหรับกฎออกเตต
ดังที่ได้กล่าวมาแล้วว่าอะตอมของธาตุต่าง ๆ
มักจะรวมตัวกันเป็นสารประกอบเพื่อให้เป็นไปตามกฎออกเตต
ซึ่งจะทำให้สารประกอบนั้นอยู่ในสภาพที่เสถียรเช่น H2O,
PCl3, NH3, CO2 แต่อย่างไรก็ตามเมื่อมีการศึกษาให้กว้างขวางออกไป
ก็พบว่าสารประกอบบางชนิดมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนไม่เป็นไปตามกฎออกเตต
บางชนิดมีเวเลนต์อิเล็กตรอนน้อยกว่า8
และบางชนิดมีเวเลนต์อิเล็กตรอนมากกว่า 8 ซึ่งสารต่างๆ
เหล่านี้แม้ว่าจะไม่เป็นไปตามกฎออกเตต แต่ก็อยู่ในภาวะที่ไม่เสถึยร
จัดว่าเป็นข้อยกเว้นสำหรับกฎออกเตต ซึ่งสรุปได้ดังนี้ 1.พวกที่ไม่ครบออกเตต ได้แก่สารประกอบของธาตุในคาบที่ 2 ของตารางธาตุ ที่มีเวเลนต์อิเล็กตรอนน้อยกว่า 4
เช่น 4Be และ 5B
4Be = 2 , 2 เวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ 2
5B = 2 , 3 เวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ 3
ธาตุ Be และ B เมื่อเกิดเป็นสารประกอบโคเวเลนต์ทั่ว ๆ ไปจะไม่ครบออกเตต 2.พวกที่เกินกฎออกเตต ตามทฤษฎีสารประกอบของธาตุที่อยู่ในคาบที่ 3
ของตารางธาตุเป็นต้นไป สารมารถสร้างพันธะแล้วทำให้อิเล็กตรอนเกิน 8
ได้ (ตามกฎการจัดอิเล็กตรอน 2n2 ในคาบที่ 3
สามารถมีอิเล็กตรอนได้เต็มที่ถึง 18 อิเล็กตรอน)
นอกจากสารประกอบที่ไม่เป็นไปตามกฎออกเตตดังที่ได้กล่าวมาแล้ว ยังมีสารประกอบอื่น ๆ
อีกบางชนิดซึ่งไม่เป็นไปตามกฎออกเตต เช่น ออกไซด์บางตัวของธาตุไนโตรเจน ( NO
และ NO2 )และออกไซด์ของคลอรีน (ClO2) เป็นต้น ธาตุเหล่านี้ (N และ Cl) สามารถมีอิเล็กตรอนที่ไม่ได้จับคู่ หรืออิเล็กตรอนเดี่ยว (Unpaired
electron) ซึ่งทำให้แสดงสมบัติเป็น paramagnetic ได้ สารประกอบอื่นๆ
สามารถตรวจสอบว่าเป็นไปตามกฎออกเตตหรือไม่
ทำได้โดยนับอิเล็กตรอนจากอะตอมกลางดังนี้
-นับเวเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมกลางของธาตุนั้นๆ -นับจำนวนแขนที่เกิดกับอะตอมกลาง -นับประจุลบของไอออนนั้นๆ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น