คุณสมบัติของสารประกอบโควาเลนต์ (พร้อมตัวอย่าง) - เคมี - 2026

คุณสมบัติของสารประกอบโควาเลนต์จะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายที่ขึ้นอยู่เป็นหลักในโครงสร้างโมเลกุล เริ่มต้นด้วยพันธะโควาเลนต์ต้องเชื่อมต่อกับอะตอมของคุณและไม่มีประจุไฟฟ้า มิฉะนั้นจะมีคนพูดถึงสารประกอบไอออนิกหรือโคออร์ดิเนชัน

ในธรรมชาติมีข้อยกเว้นมากเกินไปที่เส้นแบ่งระหว่างสารประกอบทั้งสามประเภทจะเบลอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงโมเลกุลขนาดใหญ่ซึ่งสามารถกักเก็บทั้งบริเวณโควาเลนต์และไอออนิกได้ แต่โดยทั่วไปแล้วสารประกอบโควาเลนต์จะสร้างหน่วยหรือโมเลกุลที่เรียบง่าย

ชายฝั่งของชายหาดซึ่งเป็นหนึ่งในตัวอย่างที่ไม่มีที่สิ้นสุดของแหล่งโควาเลนต์และสารประกอบไอออนิก ที่มา: Pexels

ก๊าซที่ประกอบขึ้นเป็นชั้นบรรยากาศและสายลมที่พัดกระทบชายฝั่งชายหาดนั้นไม่มีอะไรมากไปกว่าโมเลกุลจำนวนมากที่เคารพองค์ประกอบที่คงที่ ออกซิเจนไนโตรเจนคาร์บอนไดออกไซด์เป็นโมเลกุลที่ไม่ต่อเนื่องซึ่งมีพันธะโควาเลนต์และเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับชีวิตของโลก

และในด้านทะเลโมเลกุลของน้ำ OHO เป็นตัวอย่างที่เป็นแก่นสารของสารประกอบโควาเลนต์ บนชายฝั่งสามารถมองเห็นได้เหนือพื้นทรายซึ่งเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนของซิลิกอนออกไซด์ที่สึกกร่อน น้ำเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้องและคุณสมบัตินี้เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องคำนึงถึงสำหรับสารประกอบอื่น ๆ

พันธะโควาเลนต์

มีการกล่าวถึงในบทนำว่าก๊าซที่กล่าวถึงมีพันธะโควาเลนต์ หากคุณดูโครงสร้างโมเลกุลของพวกมันคุณจะเห็นว่าพันธะของพวกมันเป็นสองเท่าและสามเท่า: O = O, N≡Nและ O = C = O ในทางตรงกันข้ามก๊าซอื่น ๆ มีพันธะเดี่ยว: HH, Cl-Cl, FF และ CH ₄ (พันธะสี่ CH ที่มีรูปทรงจัตุรมุข)

ลักษณะเฉพาะของพันธะเหล่านี้และเป็นผลมาจากสารประกอบโคเวเลนต์คือเป็นแรงบังคับทิศทาง มันเปลี่ยนจากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่งและอิเล็กตรอนของมันจะถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นเว้นแต่จะมีการสั่นพ้อง ในขณะที่สารประกอบไอออนิกปฏิสัมพันธ์ระหว่างไอออนสองตัวนั้นไม่มีทิศทาง: พวกมันดึงดูดและขับไล่ไอออนอื่น ๆ ที่อยู่ใกล้เคียง

นี่หมายถึงผลกระทบทันทีต่อคุณสมบัติของสารประกอบโควาเลนต์ แต่เกี่ยวกับพันธะมันเป็นไปได้ตราบเท่าที่ไม่มีประจุไอออนิกเพื่อยืนยันว่าสารประกอบที่มีพันธะเดี่ยวคู่หรือสามเป็นโควาเลนต์ และยิ่งไปกว่านั้นเมื่อสิ่งเหล่านี้เป็นโครงสร้างแบบโซ่ซึ่งพบได้ในไฮโดรคาร์บอนและโพลีเมอร์

สารประกอบโควาเลนต์บางชนิดเชื่อมโยงกันเป็นพันธะหลายพันธะราวกับเป็นโซ่ ที่มา: Pexels

หากไม่มีประจุไอออนิกในโซ่เหล่านี้เช่นเดียวกับในเทฟลอนโพลีเมอร์พวกมันถูกกล่าวว่าเป็นสารประกอบโควาเลนต์บริสุทธิ์ (ในทางเคมีและไม่ใช่องค์ประกอบ)

ความเป็นอิสระของโมเลกุล

เนื่องจากพันธะโควาเลนต์เป็นแรงกำหนดทิศทางจึงมักจะลงเอยด้วยการกำหนดโครงสร้างที่ไม่ต่อเนื่องมากกว่าการจัดเรียงแบบสามมิติ (เช่นเดียวกับโครงสร้างผลึกและขัดแตะ) โมเลกุลขนาดเล็กกลางวงแหวนลูกบาศก์หรือด้วยโครงสร้างประเภทอื่น ๆ สามารถคาดหวังได้จากสารประกอบโคเวเลนต์

ตัวอย่างเช่นในบรรดาโมเลกุลขนาดเล็ก ได้แก่ ก๊าซน้ำและสารประกอบอื่น ๆ เช่น I ₂ , Br ₂ , P ₄ , S ₈ (มีโครงสร้างคล้ายมงกุฎ), As ₂และซิลิคอนโพลีเมอร์และ คาร์บอน.

แต่ละคนมีโครงสร้างของตัวเองโดยไม่ขึ้นกับการเชื่อมโยงของเพื่อนบ้าน เพื่อเน้นสิ่งนี้ให้พิจารณาการจัดสรรคาร์บอนฟูลเลอรีน C ₆₀ :

Fullerenes หนึ่งใน allotropes ที่น่าสนใจที่สุดของถ่านหิน ที่มา: Pixabay

สังเกตว่ามันมีรูปร่างเหมือนลูกฟุตบอล แม้ว่าลูกบอลจะสามารถโต้ตอบกันได้ แต่ก็เป็นพันธะโควาเลนต์ที่กำหนดโครงสร้างสัญลักษณ์นี้ กล่าวคือไม่มีเครือข่ายลูกผลึกที่หลอมรวมกัน แต่แยกออกจากกัน (หรือบดอัด)

อย่างไรก็ตามโมเลกุลในชีวิตจริงไม่ได้อยู่เพียงอย่างเดียวพวกมันมีปฏิสัมพันธ์กันเพื่อสร้างก๊าซของเหลวหรือของแข็งที่มองเห็นได้

กองกำลังระหว่างโมเลกุล

แรงระหว่างโมเลกุลที่ยึดโมเลกุลแต่ละโมเลกุลเข้าด้วยกันนั้นขึ้นอยู่กับโครงสร้างของมันอย่างมาก

สารประกอบโควาเลนต์ที่ไม่มีขั้ว (เช่นก๊าซ) ทำปฏิกิริยาผ่านแรงบางประเภท (การกระจายตัวหรือลอนดอน) ในขณะที่สารประกอบโคเวเลนต์ที่มีขั้ว (เช่นน้ำ) ทำปฏิกิริยาโดยกองกำลังประเภทอื่น (ไดโพล - ไดโพล) ปฏิสัมพันธ์ทั้งหมดนี้มีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกันคือมีทิศทางเช่นเดียวกับพันธะโควาเลนต์

ตัวอย่างเช่นโมเลกุลของน้ำมีปฏิสัมพันธ์ผ่านพันธะไฮโดรเจนซึ่งเป็นแรงไดโพล - ไดโพลชนิดพิเศษ พวกมันอยู่ในตำแหน่งที่อะตอมของไฮโดรเจนชี้ไปยังอะตอมของออกซิเจนของโมเลกุลใกล้เคียง: H ₂ O - H ₂ O ดังนั้นปฏิสัมพันธ์เหล่านี้จึงมีทิศทางที่เฉพาะเจาะจงในอวกาศ

เนื่องจากแรงระหว่างโมเลกุลของสารประกอบโควาเลนต์มีทิศทางอย่างหมดจดจึงหมายความว่าโมเลกุลของพวกมันไม่สามารถรวมตัวกันได้อย่างมีประสิทธิภาพเท่ากับสารประกอบไอออนิก และผลลัพธ์คือจุดเดือดและจุดหลอมเหลวที่มีแนวโน้มต่ำ (T <300 ° C)

ดังนั้นสารประกอบโคเวเลนต์ที่อุณหภูมิห้องมักเป็นก๊าซของเหลวหรือของแข็งอ่อนเนื่องจากพันธะของพวกมันสามารถหมุนได้ทำให้โมเลกุลมีความยืดหยุ่น

การละลาย

ความสามารถในการละลายของสารประกอบโคเวเลนต์จะขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ของตัวถูกละลาย - ตัวทำละลาย ถ้าพวกมันเป็น apolar พวกมันจะละลายได้ในตัวทำละลาย apolar เช่น dichloromethane, chloroform, toluene และ tetrahydrofuran (THF) ถ้าเป็นขั้วจะละลายได้ในตัวทำละลายที่มีขั้วเช่นแอลกอฮอล์น้ำกรดอะซิติกน้ำแข็งแอมโมเนียเป็นต้น

อย่างไรก็ตามนอกเหนือจากความสัมพันธ์ของตัวทำละลายกับตัวทำละลายดังกล่าวแล้วยังมีค่าคงที่ในทั้งสองกรณี: โมเลกุลโควาเลนต์ไม่แตก (มีข้อยกเว้นบางประการ) พันธะหรือทำให้อะตอมของมันแตกตัว ตัวอย่างเช่นเกลือจะทำลายเอกลักษณ์ทางเคมีของพวกมันเมื่อละลายแก้ไอออนแยกกัน

การนำไฟฟ้า

ด้วยความเป็นกลางพวกมันไม่ได้เป็นสื่อที่เพียงพอสำหรับการอพยพของอิเล็กตรอนดังนั้นพวกมันจึงเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดี อย่างไรก็ตามสารประกอบโควาเลนต์บางชนิดเช่นไฮโดรเจนเฮไลด์ (HF, HCl, HBr, HI) จะแยกพันธะออกจากกันเพื่อทำให้เกิดไอออน (H ⁺ : F ^- , Cl ^- , Br ^- … )

นอกจากนี้ยังเป็นตัวนำความร้อนที่ไม่ดี เนื่องจากแรงระหว่างโมเลกุลและการสั่นสะเทือนของพันธะดูดซับความร้อนที่ให้มาบางส่วนก่อนที่โมเลกุลของมันจะเพิ่มพลังงาน

คริสตัล

สารประกอบโควาเลนต์ตราบเท่าที่แรงระหว่างโมเลกุลอนุญาตสามารถจัดเรียงในลักษณะที่จะสร้างรูปแบบโครงสร้าง ดังนั้นจึงเป็นผลึกโควาเลนต์ที่ไม่มีประจุไอออนิก ดังนั้นแทนที่จะเป็นเครือข่ายของไอออนจึงมีเครือข่ายของโมเลกุลหรืออะตอมที่เชื่อมโยงกันด้วยโควาเลนต์

ตัวอย่างของผลึกเหล่านี้ ได้แก่ น้ำตาลโดยทั่วไปไอโอดีนดีเอ็นเอซิลิกาออกไซด์เพชรกรดซาลิไซลิกและอื่น ๆ ยกเว้นเพชรคริสตัลโควาเลนต์เหล่านี้มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าผลึกไอออนิกมาก นั่นคือเกลืออนินทรีย์และอินทรีย์

ผลึกเหล่านี้ขัดแย้งกับคุณสมบัติที่ของแข็งโควาเลนต์มีแนวโน้มที่จะอ่อนนุ่ม

อ้างอิง

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี. (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
2. Leenhouts, Doug. (13 มีนาคม 2561). ลักษณะของสารประกอบไอออนิกและโควาเลนต์ Sciencing ดึงมาจาก: sciencing.com
3. Toppr. (เอสเอฟ) สารประกอบโควาเลนต์ สืบค้นจาก: toppr.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (05 ธันวาคม 2561). คุณสมบัติโควาเลนต์หรือสารประกอบโมเลกุล ดึงมาจาก: thoughtco.com
5. Wyman Elizabeth (2019) สารประกอบโควาเลนต์ ศึกษา. ดึงมาจาก: study.com
6. Ophardt C. (2003). สารประกอบโควาเลนต์ Chembook เสมือนจริง ดึงมาจาก: chemistry.elmhurst.edu
7. ดร. เจอร์เกนส์ (เอสเอฟ) เคมีอินทรีย์: เคมีของสารประกอบคาร์บอน . กู้คืนจาก: การบ้าน.sdmesa.edu
8. Quimitube (2555). คุณสมบัติของสารโคเวเลนต์ระดับโมเลกุล. สืบค้นจาก: quimitube.com