พันธะของคาร์บอนในสารประกอบอินทรีย์
สารประกอบอินทรีย์เป็นสารประกอบที่มีอะตอมของคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก ธาตุคาร์บอนมีอิเล็กตรอนในวงเวเลนซ์ 4 ตัว เมื่อธาตุคาร์บอนรวมตัวกับธาตุอื่นก็จะสร้างพันธะโคเวเลนต์โดยใช้อิเล็กตรอนทั้งสี่ร่วมกับอะตอมของธาตุอื่น เพื่อให้มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนครบ 8 เช่นเดียวกับนีออนซึ่งเป็นแก๊สเฉื่อย
คาร์บอนสามารถสร้างพันธะกับอะตอมของธาตุอื่นได้หลายชนิด ดังนี้
- พันธะเดี่ยว (single bond) เป็นพันธะโคเวเลนต์ที่เกิดจากอะตอมสองอะตอมใช้อิเล็กตรอนคู่ร่วมกัน พันธะเดี่ยวมีความยาวพันธะประมาณ 1.54 Å
- พันธะคู่ (double bond) เป็นพันธะโคเวเลนต์ที่เกิดจากอะตอมสองอะตอมใช้อิเล็กตรอนสองคู่ร่วมกัน พันธะคู่มีความยาวพันธะประมาณ 1.33 Å
- พันธะสาม (triple bond) เป็นพันธะโคเวเลนต์ที่เกิดจากอะตอมสองอะตอมใช้อิเล็กตรอนสามคู่ร่วมกัน พันธะสามมีความยาวพันธะประมาณ 1.09 Å
ชนิดของพันธะคาร์บอน
พันธะของคาร์บอนสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้
พันธะคาร์บอน-คาร์บอน (C-C) เป็นพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอนกับอะตอมของคาร์บอน พันธะคาร์บอน-คาร์บอนสามารถแบ่งออกเป็น 3 ชนิด ดังนี้
- พันธะเดี่ยว C-C
- พันธะคู่ C=C
- พันธะสาม C≡C
พันธะคาร์บอน-ไฮโดรเจน (C-H) เป็นพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอนกับอะตอมของไฮโดรเจน พันธะคาร์บอน-ไฮโดรเจนเป็นพันธะเดี่ยว C-H
การจำแนกสารประกอบอินทรีย์ตามชนิดของพันธะคาร์บอน
สารประกอบอินทรีย์สามารถจำแนกตามชนิดของพันธะคาร์บอนได้ดังนี้
สารประกอบไฮโดรคาร์บอน (hydrocarbon) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีธาตุคาร์บอนกับไฮโดรเจนเท่านั้น สารประกอบไฮโดรคาร์บอนสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้
- สารประกอบอิ่มตัว (saturated hydrocarbon) เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีพันธะเดี่ยว C-C เท่านั้น ตัวอย่าง เช่น อีเทน (C2H6)
- สารประกอบไม่อิ่มตัว (unsaturated hydrocarbon) เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีพันธะคู่หรือพันธะสาม C=C หรือ C≡C ตัวอย่าง เช่น อีทิลีน (C2H4)
สารประกอบที่มีธาตุอื่นนอกจากคาร์บอนกับไฮโดรเจน เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีธาตุอื่นนอกเหนือจากคาร์บอนกับไฮโดรเจน ตัวอย่าง เช่น เมทานอล (CH3OH) มีธาตุออกซิเจน, เอทานอล (C2H5OH) มีธาตุออกซิเจนและไฮโดรเจน, แอมโมเนีย (NH3) มีธาตุไนโตรเจน
สมบัติของสารประกอบอินทรีย์
สมบัติของสารประกอบอินทรีย์ขึ้นอยู่กับชนิดของพันธะคาร์บอน ตัวอย่างเช่น
- สารประกอบไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงกว่าสารประกอบไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว เนื่องจากพันธะเดี่ยวมีความยาวพันธะมากกว่าพันธะคู่หรือพันธะสาม ทำให้แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวมีมากกว่า
- สารประกอบอินทรีย์ที่มีพันธะคู่หรือพันธะสามมีสมบัติทางเคมีที่แตกต่างจากสารประกอบอินทรีย์ที่มีพันธะเดี่ยว เนื่องจากพันธะคู่หรือพันธะสามสามารถแตกตัวได้ง่ายกว่าพันธะเดี่ยว
สรุป
พันธะของคาร์บอนเป็นพื้นฐานที่สำคัญของสารประกอบอินทรีย์ ชนิดของพันธะคาร์บอนที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดสมบัติของสารประกอบอินทรีย์ที่แตกต่างกัน