K-Me Article


ประจุฟอร์มัล (Formal charge)

      

ประจุฟอร์มัล (Formal charge)

 

                เป็นประจุไฟฟ้าสมมติที่กำหนดขึ้นเพื่อใช้ทำนายว่าโครงสร้างโมเลกุลแบบใดมีความเป็นไปได้มากกว่ากัน  สืบเนื่องจากการเขียนสูตรโครงสร้างแสดงการเกิดเรโซแนนซ์ของสารบางชนิดดังที่ผ่านมาในตอนที่แล้ว 
โครงสร้างดังกล่าวมีความเป็นไปได้ไม่เท่ากัน  แบบใดเป็นไปได้มากกว่ากันดูได้จากประจุฟอร์มัล  เช่น  SO2  อาจมีโครงสร้างได้ดังนี้







                                                   


หลักการพิจารณาว่าโครงสร้างแบบใดเป็นไปได้มากหรือน้อยมีดังนี้

1.  โครงสร้างที่เป็นไปตามกฎออกเตตมากที่สุด  มีความเป็นไปได้มากที่สุด

2.  สำหรับโมเลกุลที่เป็นกลางโครงสร้างที่มีประจุฟอร์มัลรวมตํ่าที่สุด (ใกล้ศูนย์) หรือเป็นศูนย์  มีความเป็นไปได้มากที่สุด

3.  อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า  โครงสร้างที่มีประจุฟอร์มัลรวมเท่ากับประจุของอนุภาค  เป็นโครงสร้างที่เป็นไปได้มากที่สุด

4. อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันที่อยู่ในโมเลกุลเดียวกัน   มีประจุฟอร์มัลตรงข้ามกัน  เป็นโครงสร้างที่เป็นไปได้น้อย

5. อะตอมที่มีค่า EN สูงมีประจุฟอร์มัลเป็นลบ  เป็นโครงสร้างที่เป็นไปได้มากกว่า


                                    

             

การหาประจุฟอร์มัล

ประจุฟอร์มัล  =  จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนขณะเป็นอะตอมอิสระ – จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนที่ไม่สร้างพันธะ  - ครึ่งหนึ่งของอิเล็กตรอนที่สร้างพันธะอยู่รอบอะตอมนั้น

               

               Formal charge ,(F.C.)  =  V – N - ½ B

                                         V   =   จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนขณะเป็นอะตอมอิสระ
                                         N   =   จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนที่ไม่สร้างพันธะ
                                         B   =  จำนวนอิเล็กตรอนที่สร้างพันธะอยู่รอบอะตอมนั้น

ตัวอย่าง  จงหาประจุฟอร์มัลของ  [ ClO3 ] -

                                          


             ประจุฟอร์มัลของ   Cl   =  7 – 2 -½ ( 6 )
                                            =  7 – 2 – 3
                                            =  +2
            ประจุฟอร์มัลของ  O  =  6 – 6 - ½( 2 )
                                          = -1 
            *  O  ทั้ง  3  อะตอม  มีประจุฟอร์มัล   = -1  เช่นเดียวกัน

             ประจุฟอร์มัลรวม  =  +2 -1-1-1   =  -1


             จะเห็นได้ว่าประจุฟอร์มัลรวมมีค่า = -1  เท่ากับประจุของ  ClO3พอดี  แสดงว่าโครงสร้างดังที่แสดงนี้เป็นโครงสร้างที่เป็นไปได้


ตัวอย่าง  จงพิจารณาว่าโครงสร้างเรโซแนนซ์ของ  CO2  แบบใดเป็นไปได้มากกว่ากัน

 

                     

 

 

วิธีทำ  หาประจุฟอร์มัลของแต่ละอะตอม   แล้วรวมกันเป็นประจุฟอร์มัลของโมเลกุล ดังนี้



 

  **  แบบแรกเป็นไปได้มากกว่าแบบที่ 2 เพราะ  CO2  เป็นโมเลกุลซึ่งไม่มีประจุไฟฟ้า  หรือมีประจุ = 0  โครงสร้างแบบแรกมีประจุฟอร์มัลรวม = 0  เช่นกัน  นอกจากนั้นยังพบว่าอะตอมของ  O  ทั้ง  2  อะตอมมีประจุฟอร์มัลเท่ากัน  สำหรับโครงสร้างแบบที่  2  เป็นไปได้น้อยกว่าเพราะประจุฟอร์มัลรวม = +1  ซึ่งไม่เท่ากับประจุของ  CO2  นอกจากนั้น  O  ทั้ง  2  อะตอมซึ่งอยู่ในโมเลกุลเดียวกันยังมีประจุฟอร์มัลตรงข้ามกันอีกด้วย



ตัวอย่าง ถ้าต้องการหาประจุฟอร์มัลของ  S  จากโครงสร้างดังรูป  จะเป็นดังนี้




แบบฝึกหัด

1.   Which of the following is an acceptable Lewis structure for NH2NH2?  (Ans.III) (โครงสร้างแบบลิวอิสของ  NH2NH2 ที่ยอมรับได้
    เป็นดังข้อใด)
    

 

 

2. Which of the following is an acceptable Lewis structure for HOOH? (Ans.III) (โครงสร้างแบบลิวอิสของ  HOOH ที่ยอมรับได้เป็น
    ดังข้อใด)
    

 

 

 


3. Which of the following is an acceptable Lewis structure for CH3SH?  (Ans.III)  (โครงสร้างแบบลิวอิสของ  CH3SH ที่ยอมรับได้เป็น
     ดังข้อใด)
    

 

 

 

 

4. Which of the following is the correct Lewis structure for CS2? (Ans.V) (โครงสร้างแบบลิวอิสของ  CS2 ที่ยอมรับได้เป็นดังข้อใด)

 

 

 

 

 

 

5. Which of the following is an acceptable Lewis structure for H2CO? (Ans.IV) (โครงสร้างแบบลิวอิสของ  H2CO ที่ยอมรับได้เป็นดัง
    ข้อใด)

                   

 

 

 

6. Which of the following is an acceptable Lewis structure for HNNH? (Ans.I) (โครงสร้างแบบลิวอิสของ HNNH ที่ยอมรับได้เป็นดัง
   ข้อใด)

  

 

 

 

7. Which of the following is an acceptable Lewis structure for HCN? (Ans.III) (โครงสร้างแบบลิวอิสของ HCN ที่ยอมรับได้เป็นดังข้อ
    ใด)

 

 

 

 

 

8.  Which of the following is an acceptable Lewis structure for C2H2? (Ans.IV) (โครงสร้างแบบลิวอิสของ C2H2 ที่ยอมรับได้เป็นดังข้อ
    ใด)

 

9.Which of the following is an acceptable Lewis structure for CO? (Ans.II) (โครงสร้างแบบลิวอิสของ CO ที่ยอมรับได้เป็นดังข้อใด)

          

 

 

 

 

10.  Draw all of the possible resonance structures for the following ions or molecules: (จงเขียนสูตรแสดงเรโซแนนของอนุภาค
    ต่อไปนี้)

    10.1) nitrate ion: NO3-

 

 

 

    10.2) formate ion (CHO2-)

 

 

 

 

    10.3) cyclobutadiene  (C4H4):

 

 

 

 

    10.4) ozone (O3):

 

 

 

11.  Draw all of the possible Lewis structures of the following molecules. Show the formal charges on each of the atoms and
      select the most likely Lewis structure for the molecule. (จงเขียนสูตรลิวอิสของอนุภาคต่อไปนี้  แสดงประจุฟอร์มัลของแต่ละ
      อะตอม  พร้อมพิจารณาว่าโครงสร้างใดเป็นไปได้มากที่สุด)


    11.1   Formaldehyde (CH2O)

 

 

 

 

    11.2  HCO2-

 

 

 

 

    11.3  CH2NO2-

 

 

 

 

    11.4  CH2N2

 

 

 

 

    11.5  OCN-

 

 

 

12.  Draw the Lewis dot symbol for (จงเขียนสูตรลิวอิสของ....)

       a. Br                 b. Ca                      c. O2-                      d. Xe                      e. C2-                       f. Al3+

 

 

 

 

 

13.   Draw Lewis Structures for the following and assign formal charges as appropriate (which means, if the formal charge is
       not  zero for an atom, show it!): (จงเขียนสูตรลิวอิสของสารต่อไปนี้  และหาประจุฟอร์มาลด้วย)
        a. CBr4                           b. O22-                     c. NH3                    d. NO+                   e. IO3-

 

 

 

 

 

14.   Oxalic acid, H2C2O4, is a poisonous substance found in uncooked spinach leaves. Draw its Lewis structure.(กรดออกซาลิก ,       H2C2O4  เป็นสารพิษที่พบในใบผักโขมดิบ  จงเขียนสูตรลิงอิสของกรดออกซาลิก)

 

 

 

      

15.   Write Lewis structures for the following showing all resonance structures. Assign formal charges as appropriate. (จงเขียน
     สูตรลิวอิสแสดงเรโซแนนซ์ของสารต่อไปนี้  พร้อมหาประจุฟอร์มัลเพื่อตัดสินว่าแบบใดมีความเหมาะสม)
      a. N2O (N is the central atom)  ; (ให้ N เป็นอะตอมกลาง)

 

 

     b. SO2

 

 

 

16.   Based on the formal charges assigned in the previous problem, decide  which resonance structure is preferred (if any).
       (จากประจุฟอร์มัลข้อ  15  จงพิจารณาว่าเรโซแนนซ์ใดเป็นไปได้มากกว่ากัน)

 

 

 

 

17.   Draw all of the possible resonance structures for the following ions or molecules:

       17.1  formate ion ( CHO2- )        

 

 

 

 

 

 

 

       17.2  cyclobutadiene (C4H4)

 

 

 

 

  

       17.3  ozone (O3)

18.  Draw all of the possible Lewis structures of the following molecules. Show the formal charges on each of the atoms and  
       select the most likely Lewis structure for the molecule. (จงเขียนสูตรโครงสร้างลิวอิสที่เป็นไปได้ทั้งหมดของสารต่อไปนี้  พร้อมทั้ง
       หาประจุฟอร์มัลของแต่ละอะตอม  พร้อมทั้งพิจารณาว่าแบบใดเป็นไปได้มากที่สุด)

       18.1   Formaldehyde (CH2O)

 

 

 

 

     18.2  CH2NO2-

 

 

 

 

 

 

 

     18.3  CH2N2

 

 

 

 

 

     18.3  OCN-

 

 

 

 

     18.4   cyclobutadiene  (C4H4)



รูปภาพที่เกี่ยวข้อง

Size : 23.44 KBs
Upload : 2012-11-26 05:13:10
ติชม

กำลังแสดงหน้า 1/0
<<
1
>>

ต้องการให้คะแนนบทความนี้่ ?

0
คะแนนโหวด
สร้างโดย :


K-Me
รายละเอียด Share
สถานะ : ผู้ใช้ทั่วไป
วิทยาศาสตร์


โรงเรียนนวมินทราชินูทิศ สตรีวิทยา พุทธมณฑล
70 หมู่ 2 แขวงทวีวัฒนา เขตทวีวัฒนา กรุงเทพฯ 10170
โทรศัพท์ 0 2441 3593 E-Mail:satriwit3@gmail.com


Generated 0.643960 sec.