Page 137 - กำหนดการสอน-ว31104-วิทยาศาสตร์กายภาพ-ม.5

116

์
ชนิดกัน เช่น โมเลกุลของน้ ามีพันธะโคเวเลนตที่เชื่อมต่อระหว่างอะตอมต่างชนิดกัน และน้ าจัดเป็นสารมีขั้ว ท าให้มี
แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลมากจึงมีจุดเดือดสูง เมื่อเปรียบเทียบกับโมเลกุลของแก๊สออกซิเจนซึ่งมีพันธะโคเว

์
เลนตที่เชื่อมต่อระหว่างอะตอมของธาตุเพียงชนิดเดียว และออกซิเจนจะเป็นสารไม่มีขั้ว ท าให้มีแรงยึดเหนี่ยว
ระหว่างโมเลกุลน้อยกว่าน้ า แก๊สออกซิเจนจึงมีจุดเดือดต่ ากว่าน้ า

สารโคเวเลนต์ที่โมเลกุลประกอบด้วย 2 อะตอม หากเป็นธาตุชนิดเดียวกันจัดเป็นสารไม่มีขั้ว (non-polar
substance) เช่น แก๊สไฮโดรเจน (H ) แก๊สไนโตรเจน (N ) หากเป็นธาตุต่างชนิดกันจัดเป็นสารมีขั้ว (polar
2
2
ี่
substance) เช่น ไนโตรเจนมอนอกไซด (NO) ไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl) ส่วนสารโคเวเลนต์ทประกอบด้วยอะตอม
์
มากกว่า 2 อะตอมอาจเป็นสารมีขั้วหรือไม่มีขั้วก็ได ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับรูปร่างโมเลกุลของสารแต่ละชนิด เช่น น้ า (H O)
้
2
ไข่เน่าหรือแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H S) แอมโมเนีย (NH ) เป็นสารมีขั้ว ส่วนคาร์บอนไดออกไซด (CO ) มีเทน CH )
์
3
2
2
4
เป็นสารไม่มีขั้ว
นอกจากสภาพขั้วของโมเลกุลที่ส่งผลแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลแล้ว มวลและรูปร่างของโมเลกุลยังส่งผล
ต่อแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลอีกด้วย ถ้าสารมีมวลและรูปร่างของโมเลกุลใกล้เคียงกันจุดเดือดจะขึ้นอยู่กับสภาพ
ขั้วของโมเลกุล

ที่อุณหภูมิห้อง น้ า (H O) มีสถานะเป็นของเหลว ส่วนไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H S) เป็นแก๊ส แสดงว่าน้ ามีจุด
2
2
เดือดสูงกว่าไฮโดรเจนซัลไฟด์ ทั้งที่สารทั้งสองชนิดเป็นสารมีขั้วและมีองค์ประกอบแตกต่างกันเพียงอะตอมเดียว
ปรากฏการณ์นี้เป็นผลมาจาก พันธะไฮโดรเจน (hydrogen bond)

รูป 2.5 พันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ า

พันธะไฮโดรเจนเป็นแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของสารมีขั้วที่ภายในโมเลกุลมีพันธะ O-H N-H หรือ F-H

ท าให้สารมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงกว่าสารมีขั้วทั่วไปที่มีขนาดโมเลกุลใกล้เคียงกัน นอกจากนี้พันธะไฮโดรเจน
ในผลึกน้ าแข็งยังท าให้โมเลกุลของน้ าจัดเรียงตัวกันอย่างเป็นระเบียบโดยมีช่องว่างระหว่างโมเลกุลมากกว่าช่องว่าง

ระหว่างโมเลกุลของน้ าที่อยู่ในสถานะเป็นของเหลว ท าให้น้ าแข็งมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ า น้ าแข็งจึงลอยน้ า ดัง

รูป 2.6

รูป 2.6 ภาพจ าลองการจัดเรียงโมเลกุลของน้ าในสถานะของแข็งและของเหลว