สารประกอบไอออนิก (Ionic compound)-เคมี ม.ปลาย

พันธะไอออนิก ( Ionic bond ) หมายถึงแรงยึดเหนี่ยวที่เกิดในสารประกอบที่เกิดขึ้นระหว่าง 2 อะตอมอะตอมที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีต่างกันมาก อะตอมที่มีค่าอิเลคโตรเนกาติวิตีน้อยจะให้อิเลคตรอนแก่อะตอมที่มีค่าอิเลคโตรเนกาติวิตีมาก และทำให้อิเล็กตรอนที่อยู่รอบๆ อะตอมครบ 8 (octat rule) กลายเป็นไอออนบวก และไอออนลบตามลำดับ เกิดแรงดึงดูดทางไฟฟ้าระหว่างไอออนบวกและไอออนลบ และเกิดเป็นโมเลกุลขึ้น เช่น การเกิดสารประกอบ NaCl ดังภาพ

                  จากตัวอย่าง Na ซึ่งมีวาเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1 ได้ให้อิเล็กตรอนแก่ Cl ที่มีวาเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 7 จึงทำให้ Na และ Cl มีวาเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 8 เกิดเป็นสารประกอบไอออนิก

สมบัติของสารประกอบไอออนิก
1. มีขั้ว เพราะสารประกอบไอออนิกไม่ได้เกิดขึ้นเป็นโมเลกุลเดี่ยว แต่จะเป็นของแข็งซึ่งประกอบด้วยไอออนจำนวนมาก ซึ่งยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงยึดเหนี่ยวทางไฟฟ้า
2. ไม่นำไฟฟ้าเมื่ออยู่ในสภาพของแข็ง แต่จะนำไฟฟ้าได้เมื่อใส่สารประกอบไอออนิกลงในน้ำ ไอออนจะแยกออกจากกัน ทำให้สารละลายนำไฟฟ้าในทำนองเดียวกันสารประกอบที่หลอมเหลวจะนำไฟฟ้าได้ด้วยเนื่องจากเมื่อหลอมเหลวไอออนจะเป็นอิสระจากกัน เกิดการไหลเวียนอิเลคตรอนทำให้อิเลคตรอนเคลื่อนที่จึงเกิดการนำไฟฟ้า
3 . มีจุหลอมเหลวและจุดเดือดสูง ความร้อนในการทำลายแรงดึงดูดระหว่างไอออนให้กลายเป็นของเหลวต้องใช้พลังงานสูง
4. สารประกอบไอออนิกทำให้เกิดปฏิกิริยาไอออนิก คือ ปฏิกิริยาระหว่างไอออนกับไอออน ทั้งนี้เพราะสารไอออนิกจะเป็นไอออนอิสระในสารละลาย ปฏิกิริยาจึงเกิดทันที
5. สมบัติไม่แสดงทิศทางของพันธะไอออนิก สารประกอบไอออนิกเกิดจากไอออนที่มีประจุตรงกันข้ามรอบ ๆ ไอออนแต่ละไอออนจะมีสนามไฟฟ้าซึ่งไม่มีทิศทาง จึงทำให้เกิดสมบัติไม่แสดงทิศทางของพันธะไอออนิก
6. เป็นผลึกแข็ง แต่เปราะและแตกง่าย

หลักการเขียนสูตรสารประกอบไอออนิก

1. พิจารณาว่าสารประกอบนั้นประกอบด้วยธาตุชนิดใด

• ธาตุโลหะหมู่ 1-12 มักเป็นไอออนบวก
• ธาตุอโลหะหมู่ 16-17 มักเป็นไอออนลบ
• ธาตุในหมู่ 13-15 อาจเป็นไอออนลบหรือไอออนบวกก็ได้ขึ้นอยู่กับชนิดของสาร
• ไอออนบวกหรือไอออนลบ อาจเป็น ไอออนของธาตุเดี่ยว เช่น Na⁺, Br^–, Mg²⁺, Cl^– หรือกลุ่มอะตอมก็ได้ เช่น NH₄⁺, NO₃^–

2. เขียนสัญลักษณ์ของธาตุหรือกลุ่มอะตอมที่เป็นไอออนบวก ตามด้วยสัญลักษณ์ของธาตุหรือกลุ่มอะตอมที่เป็นไอออนลบเสมอ โดยเขียนไอออนบวกและลบติดกัน และไม่ต้องเขียนแสดงประจุของไอออน เช่น KBr, BaCl₂, NH₄NO₃, NaCl
3. พิจารณาประจุของไอออนบวกและไอออนลบ โดยประจุรวมของสารประกอบต้องเป็น “ศูนย์” โดยห้อยท้ายสัญลักษณ์ของสัดส่วนไอออนบวกและไอออนลบที่ทำให้ประจุรวมเป็นศูนย์ด้วยเลขอาระบิก

ตัวอย่างเช่น แมกนีเซียมคลอไรด์ ( Magnesium Chloride ) ประกอบด้วยธาตุแมกนีเซียม ( Mg ) และ คลอรีน ( Cl ) ไอออนแมกนีเซียมมีประจุ +2 ไอออนของคลอไรด์มีประจุ -1 และผลรวมของประจุจะต้องเป็นศูนย์ ดังนั้น สัดส่วน แมกนีเซียม : คลอไรด์ คือ 1 : 2  เพราะฉะนั้นสูตรของแมกนีเซียมคลอไรด์ คือ MgCl₂

หลักการเรียกชื่อสารประกอบไอออนิก

1. เรียกชื่อไอออนบวกตามด้วยไอออนลบ
2. เรียกไออนบวกที่เป็นไอออนของอะตอมเดี่ยวตามชื่อของธาตุนั้น เช่น Ca²⁺ อ่านว่า แคลเซียม

Na⁺ อ่านว่า โซเดียม  Al³⁺ อ่านว่า อลูมิเนียม  H⁺ อ่านว่า ไฮโดรเจน  Ag⁺ อ่านว่า ซิลเวอร์ เป็นต้น

3. ไอออนบวกของโลหะทรานสิชันที่มีเลขออกซิเดชันหลายค่า จะเขียนชื่อธาตุ ตามด้วยเลขออกซิเดชันเป็นเลขโรมันในเครื่องหมายวงเล็บ และให้เรียกชื่อด้วยภาษากรีก ( ถ้ามี ) แล้วลงท้ายไอออนที่มีเลขออกซิเดชันมากด้วย “อิก ( – ic )” และลงท้ายไอออนที่มีเลขออกซิเดชันน้อยด้วย “อัส ( – ous )” เช่น

ตัวอย่างที่ 1

Fe มีชื่อภาษากรีก คือ เฟอร์รัม ( Ferrum ) มีเลขออกซิเดชัน 2 ค่า คือ +2 และ +3

Fe (II) หรือ iron (II)  เรียกว่า เฟอร์รัส ( ferrous )

ส่วน Fe (III) หรือ iron (III)  เรียกว่า เฟอร์ริก ( ferric )

ตัวอย่างที่ 2

Hg  มีเลขออกซิเดชัน 2 ค่า คือ +1 และ +2

Hg (I) หรือ mercury (I)  เรียกว่า เมอร์คิวรัส ( mercurous )

ส่วน Hg (II) หรือ mercury (II)  เรียกว่า เมอร์คิวริก ( mercurous )

4. เรียกไอออนบวกที่มาจากกลุ่มอะตอมหรือโมเลกุลคล้ายชื่อเดิม แต่งท้ายสียงด้วย “เนียม ( – nium )” เช่น NH₄⁺  เรียกว่า แอมโมเนียม      PH₄⁺   เรียกว่า ฟอสโฟเนียม เป็นต้น

5. ไอออนลบส่วนใหญ่เรียกชื่อโดยเปลี่ยนท้ายชื่อภาษาอังกฤษเป็น “-ไอด์ ( – ide )” หรือบางชนิดเป็น “ –เอต ( – ate )” ตัวอย่างเช่น

H^–   เรียกว่า ไฮไดรด์ / hydride                                 F^–   เรียกว่า ฟลูออไรด์ / fluoride

Cl^–   เรียกว่า คลอไรด์ / Chloride                              Br^–   เรียกว่า โบรไมด์ / bromide

I^–   เรียกว่า ไอโอไดด์ / iodide                                  P ^3-   เรียกว่า ฟอสไฟด์ / phosphide

SCN^– เรียกว่า ไทโอไซยาเนต / thiocyanate             NO₃^–  เรียกว่า ไนเทรต / nitrate

NCS^– เรียกว่า ไอโซไทโอไซยาเนต / isothiocyanate    NO₂^–  เรียกว่า ไนไทรต์ / nitrite

ตัวอย่างการเรียกชื่อสารประกอบไอออนิกบางชนิด

NaCl         โซเดียมคลอไรด์

BaBr₂        แบเรียมโบรไมด์

KMnO₄      โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต

CaC₂O₄     แคลเซียมออกซาเลต

NaHCO₃    โซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต หรือ โซเดียมไบคาร์บอเนต

(NH₄)₂SO₄  แอมโมเนียมซัลเฟต

Co (NO₃)₃  โคบอลต์ (III) ไนเทรต

Co (NO₃)₂  โคบอลต์ (II) ไนเทรต

Fe₂O₃       เฟอร์ริกออกไซด์ หรือ เหล็ก (III) ออกไซด์

ขอบคุณแหล่งข้อมูล https://www.scimath.org/