เคมี ม.4 พลังงานพันธะของสารโคเวเลนต์

พลังงานพันธะของสารโคเวเลนต์ คือ พลังงานที่จำเป็นในการแยกอะตอมคู่ร่วมพันธะออกจากกัน พลังงานพันธะจะแปรผันตามปัจจัยหลายประการ เช่น

  • ธรรมชาติของอะตอมคู่ร่วมพันธะ
  • ความเป็นคู่ของพันธะ

โดยทั่วไป พลังงานพันธะจะสูงเมื่ออะตอมคู่ร่วมพันธะมีค่าความต่างศักย์อิเล็กตรอนสูง ตัวอย่างเช่น พลังงานพันธะระหว่างออกซิเจนกับออกซิเจน (O=O) มีค่าเท่ากับ 498 กิโลจูลต่อโมล ในขณะที่พลังงานพันธะระหว่างไฮโดรเจนกับไฮโดรเจน (H-H) มีค่าเท่ากับ 436 กิโลจูลต่อโมล

พันธะคู่จะมีพลังงานพันธะสูงกว่าพันธะเดี่ยว ตัวอย่างเช่น พลังงานพันธะระหว่างออกซิเจนกับออกซิเจน (O=O) มีค่าเท่ากับ 498 กิโลจูลต่อโมล ในขณะที่พลังงานพันธะระหว่างออกซิเจนกับไฮโดรเจน (O-H) มีค่าเท่ากับ 436 กิโลจูลต่อโมล

ตารางแสดงพลังงานพันธะระหว่างอะตอมคู่ร่วมพันธะบางคู่ในสารโคเวเลนต์

อะตอมคู่ร่วมพันธะ พลังงานพันธะ (กิโลจูลต่อโมล)
H-H 436
H-C 413
H-O 463
C-C 347
C-H 413
N-N 941
N-H 391
O-O 498
O-H 463
F-F 158
F-H 565

พลังงานพันธะเป็นสมบัติที่สำคัญของสารโคเวเลนต์ เนื่องจากมีผลต่อสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของสาร เช่น ความดันไอ จุดเดือด จุดหลอมเหลว การนำไฟฟ้า เป็นต้น

สมบัติทางกายภาพของสารโคเวเลนต์ที่เป็นผลมาจากพลังงานพันธะ ได้แก่

  • ความดันไอต่ำ เนื่องจากโมเลกุลของสารโคเวเลนต์มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลต่ำ โมเลกุลจึงเคลื่อนที่ได้ง่ายและเกิดการชนกันบ่อยครั้ง ส่งผลให้ความดันไอต่ำ
  • จุดเดือดต่ำ เนื่องจากโมเลกุลของสารโคเวเลนต์มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลต่ำ โมเลกุลจึงต้องการพลังงานน้อยในการแยกออกจากกัน ส่งผลให้จุดเดือดต่ำ
  • จุดหลอมเหลวต่ำ เนื่องจากโมเลกุลของสารโคเวเลนต์มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลต่ำ โมเลกุลจึงต้องการพลังงานน้อยในการเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว ส่งผลให้จุดหลอมเหลวต่ำ
  • การนำไฟฟ้าต่ำ เนื่องจากสารโคเวเลนต์ไม่มีอิเล็กตรอนอิสระ จึงไม่นำไฟฟ้า

สมบัติทางเคมีของสารโคเวเลนต์ที่เป็นผลมาจากพลังงานพันธะ ได้แก่

  • ปฏิกิริยาเคมีของสารโคเวเลนต์ส่วนใหญ่เป็นการแตกหักพันธะระหว่างอะตอมคู่ร่วมพันธะและการสร้างพันธะใหม่ระหว่างอะตอมคู่ร่วมพันธะอื่น
  • ปฏิกิริยาเคมีของสารโคเวเลนต์มักเกิดได้ง่ายเมื่ออะตอมคู่ร่วมพันธะมีพลังงานสูง

พลังงานพันธะสามารถนำมาใช้ประโยชน์ในการคำนวณพลังงานความร้อนจำเพาะของสารโคเวเลนต์ การคำนวณความเร็วเสียงในสารโคเวเลนต์ และการคำนวณค่าคงที่สมการทางเคมี