ការយល់ដឹងអំពី Covalence និងឧទាហរណ៍
Pendahuluan
នៅក្នុងគីមីវិទ្យា របៀបដែលអាតូមផ្សំគ្នាដើម្បីបង្កើតជាសារធាតុមួយ ភាគច្រើនកំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិរបស់សារធាតុនោះ។ គោលគំនិតសំខាន់មួយដែលពន្យល់ពីរបៀបដែលអាតូមភ្ជាប់គ្នាគឺ កូវ៉ាឡង់។ ចំណងកូវ៉ាឡង់ (កូវ៉ាឡង់) ជារឿយៗត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងសមាសធាតុដែលផ្សំឡើងពីធាតុមិនមែនលោហៈ ឧទាហរណ៍នៅក្នុងទឹក (H₂O) កាបូនឌីអុកស៊ីត (CO₂) មេតាន (CH₄) និងសមាសធាតុសរីរាង្គផ្សេងៗដែលជាមូលដ្ឋាននៃជីវិត។ ការយល់ដឹងអំពីអត្ថន័យនៃកូវ៉ាឡង់ និងឧទាហរណ៍នឹងជួយយើងឱ្យយល់អំពីរបៀបដែលរចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលត្រូវបានបង្កើតឡើង ហេតុអ្វីបានជាសារធាតុមួយចំនួនមានចំណុចរំពុះជាក់លាក់ ហេតុអ្វីបានជាសមាសធាតុមួយចំនួនងាយរលាយក្នុងទឹក និងរបៀបដែលប្រតិកម្មគីមីកើតឡើង។
ការយល់ដឹងអំពីកូវ៉ាឡង់
កូវ៉ាឡង់ គឺជាគោលគំនិតមួយដែលទាក់ទងនឹងការបង្កើតចំណងកូវ៉ាឡង់ ដែលជាចំណងគីមីដែលកើតឡើងនៅពេលដែលអាតូមពីរចែករំលែកអេឡិចត្រុងមួយគូ ដើម្បីសម្រេចបាននូវស្ថេរភាព។ ជាទូទៅ អាតូមចង់សម្រេចបាននូវការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រុងដែលមានស្ថេរភាពដូចជាឧស្ម័នដ៏ថ្លៃថ្នូ (ច្បាប់អុកតេត) ដែលមានអេឡិចត្រុងចំនួន 8 នៅក្នុងសំបកខាងក្រៅបំផុតរបស់វា (ទោះបីជាមានករណីលើកលែងមួយចំនួនក៏ដោយ)។ ដោយសារតែអាតូមមិនមែនលោហៈមានទំនោរមានអេឡិចត្រូនេហ្គាទីវីតេខ្ពស់ ហើយ "មិនងាយ" បាត់បង់អេឡិចត្រុងទេ វិធីដែលទំនងបំផុតដើម្បីសម្រេចបាននូវស្ថេរភាពគឺដោយការចែករំលែកអេឡិចត្រុង ជាជាងការផ្តល់ ឬទទួលពួកវាទាំងស្រុងដូចនៅក្នុងចំណងអ៊ីយ៉ុង។
ម្យ៉ាងទៀត ខណៈពេលដែលនៅក្នុងចំណងអ៊ីយ៉ុង អេឡិចត្រុងត្រូវបានផ្ទេរពីអាតូមមួយទៅអាតូមមួយទៀត នៅក្នុងចំណងកូវ៉ាឡង់ អេឡិចត្រុងត្រូវបានចែករំលែក។ អេឡិចត្រុងដែលបានចែករំលែកបង្កើតជាគូអេឡិចត្រុងចង ដែល "ភ្ជាប់" ស្នូលអាតូមពីរជាមួយគ្នាដើម្បីបង្កើតជាម៉ូលេគុលតែមួយ ឬចំណងកូវ៉ាឡង់។
ហេតុអ្វីបានជាចំណង Covalent កើតឡើង?
ចំណងកូវ៉ាឡង់កើតឡើងដោយសារតែការជំរុញឱ្យឈានដល់ស្ថានភាពថាមពលទាបជាង និងមានស្ថេរភាពជាងមុន។ នៅពេលដែលអាតូមពីរខិតជិតគ្នា អេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់របស់ពួកវាអាចត្រូវបានចែករំលែក ដែលធ្វើឱ្យវាហាក់ដូចជាអាតូមនីមួយៗ "មាន" ចំនួនអេឡិចត្រុងគ្រប់គ្រាន់នៅក្នុងសំបកខាងក្រៅរបស់វា។ នេះធ្វើឱ្យប្រព័ន្ធមានស្ថេរភាពជាងពេលដែលអាតូមឈរតែម្នាក់ឯង។
ឧទាហរណ៍ អាតូមអ៊ីដ្រូសែន (H) មានអេឡិចត្រុងមួយ ហើយចង់សម្រេចបាននូវស្ថេរភាពដូចអេលីយ៉ូម (He) ដែលមានអេឡិចត្រុងពីរ។ អាតូមអ៊ីដ្រូសែនពីរអាចចែករំលែកអេឡិចត្រុងមួយគូ ដែលបង្កើតបានជាម៉ូលេគុល H₂។ អាតូម H₂ នីមួយៗឥឡូវនេះ "មានអារម្មណ៍" ដូចជាវាមានអេឡិចត្រុងពីរនៅក្នុងសំបកដំបូងរបស់វា ដោយហេតុនេះសម្រេចបាននូវស្ថេរភាព។
ប្រភេទនៃចំណងកូវ៉ាឡង់
ចំណងកូវ៉ាឡង់អាចត្រូវបានសម្គាល់ដោយផ្អែកលើចំនួនគូអេឡិចត្រុងដែលបានចែករំលែក និងផ្អែកលើភាពខុសគ្នានៃអេឡិចត្រូនេហ្គាទីវីតេរវាងអាតូមផងដែរ។
១. ផ្អែកលើចំនួនគូអេឡិចត្រុងដែលបានចែករំលែក
១. ចំណងកូវ៉ាឡង់តែមួយ៖ ចែករំលែកអេឡិចត្រុង ១គូ។
ឧទាហរណ៍៖ H—H ក្នុង H₂ ឬ C—H ក្នុង CH₄។
2. ចំណងកូវ៉ាឡង់ទ្វេ៖ ចែករំលែកអេឡិចត្រុង 2 គូ។
ឧទាហរណ៍៖ O=O ក្នុង O₂ ឬ C=O ក្នុង CO₂។
៣. ចំណងកូវ៉ាឡង់បី៖ ចែករំលែកអេឡិចត្រុង ៣ គូ។
ឧទាហរណ៍៖ N≡N លើ N₂។
គូអេឡិចត្រុងកាន់តែច្រើនដែលត្រូវបានចែករំលែក ចំណងកាន់តែរឹងមាំ ហើយចម្ងាយរវាងអាតូមកាន់តែខ្លី។
2. ផ្អែកលើប៉ូល
១. ចំណងកូវ៉ាឡង់មិនមែនប៉ូល
កើតឡើងនៅពេលដែលអាតូមទាំងពីរមានអេឡិចត្រូនេហ្គាទីវីតេដូចគ្នា ឬស្រដៀងគ្នាខ្លាំង ដូច្នេះគូអេឡិចត្រុងត្រូវបានចែករំលែកស្មើៗគ្នា។
ឧទាហរណ៍៖ H₂, O₂, N₂, Cl₂។
2. ចំណងកូវ៉ាឡង់ប៉ូល
រឿងនេះកើតឡើងនៅពេលដែលភាពខុសគ្នានៃអេឡិចត្រូនេហ្គាទីវីតេគឺមានសារៈសំខាន់គ្រប់គ្រាន់ដែលគូអេឡិចត្រុងត្រូវបានទាក់ទាញកាន់តែខ្លាំងទៅនឹងអាតូមមួយ។ នេះបណ្តាលឱ្យមានបន្ទុកដោយផ្នែក (δ⁺ និង δ⁻)។
ឧទាហរណ៍៖ H—Cl ក្នុង HCl, O—H ក្នុង H₂O។
វាជាការសំខាន់ក្នុងការបែងចែកថា ចំណងប៉ូលមិនតែងតែមានន័យថាម៉ូលេគុលជាប៉ូលនោះទេ។ ប៉ូលនៃម៉ូលេគុលក៏ត្រូវបានជះឥទ្ធិពលដោយរូបរាងរបស់ម៉ូលេគុល (ធរណីមាត្រ) ផងដែរ។
ឧទាហរណ៍នៃ Covalence ក្នុងសមាសធាតុប្រចាំថ្ងៃ
ខាងក្រោមនេះជាឧទាហរណ៍មួយចំនួនដែលងាយស្រួលរកក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ៖
១. ទឹក (H₂O)
ទឹកគឺជាឧទាហរណ៍ដ៏សំខាន់មួយនៃសមាសធាតុដែលមានចំណងកូវ៉ាឡង់ប៉ូល។ អាតូមអុកស៊ីសែនមានអេឡិចត្រូអវិជ្ជមានច្រើនជាងអ៊ីដ្រូសែន ដូច្នេះគូឯកោត្រូវបានទាក់ទាញដោយអុកស៊ីសែនច្រើនជាង។ នេះផ្តល់ឱ្យទឹកនូវលក្ខណៈសម្បត្តិពិសេសដូចជាសមត្ថភាពរបស់វាក្នុងការរំលាយសារធាតុជាច្រើន ភាពតានតឹងផ្ទៃខ្ពស់ និងចំណុចរំពុះខ្ពស់បើប្រៀបធៀបទៅនឹងម៉ូលេគុលតូចៗផ្សេងទៀត។
នៅក្នុង H₂O មានចំណង O—H ប៉ូលពីរ។ លើសពីនេះ រូបរាង "កោង" (មិនមែនលីនេអ៊ែរ) នៃម៉ូលេគុលទឹកមានន័យថាម៉ូម៉ង់ឌីប៉ូលរបស់វាមិនលុបចោលគ្នាទៅវិញទៅមកទេ ដូច្នេះម៉ូលេគុលទឹកទាំងមូលមានប៉ូល។
២. កាបូនឌីអុកស៊ីត (CO₂)
CO₂ មានចំណងកូវ៉ាឡង់ពីររវាង C និង O (O=C=O)។ ចំណង C=O គឺជាប៉ូល ប៉ុន្តែ CO₂ គឺជាលីនេអ៊ែរ ដូច្នេះម៉ូម៉ង់ឌីប៉ូលទាំងពីររបស់វាលុបចោលគ្នាទៅវិញទៅមក។ ជាលទ្ធផល ម៉ូលេគុល CO₂ គឺមិនមែនប៉ូលទាំងស្រុង។ នេះជាហេតុផលមួយដែល CO₂ រលាយក្នុងទឹកតិចជាងសារធាតុប៉ូលសុទ្ធ ទោះបីជាវានៅតែអាចមានប្រតិកម្មដើម្បីបង្កើតជាអាស៊ីតកាបូនិចក្រោមលក្ខខណ្ឌជាក់លាក់ក៏ដោយ។
៣. មេតាន (CH₄)
មេតានគឺជាសមាសធាតុសរីរាង្គសាមញ្ញមួយដែលផ្សំឡើងពីចំណងកូវ៉ាឡង់តែមួយរវាង C និង H។ ជាទូទៅ CH₄ គឺមិនមែនប៉ូលទេ ពីព្រោះរូបរាងរបស់វាមានស៊ីមេទ្រី tetrahedral ហើយភាពខុសគ្នានៃអេឡិចត្រូនេហ្គាទីវីតេរវាង C និង H គឺមិនធំពេកទេ។ មេតានគឺជាសមាសធាតុសំខាន់នៃឧស្ម័នធម្មជាតិ ហើយត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយជាឥន្ធនៈ។
៤. អុកស៊ីសែន (O₂) និង អាសូត (N₂)
O₂ មានចំណងកូវ៉ាឡង់ទ្វេ (O=O) ខណៈពេលដែល N₂ មានចំណងកូវ៉ាឡង់បី (N≡N)។ ចំណងបីនៅក្នុង N₂ គឺខ្លាំងខ្លាំងណាស់ ដែលធ្វើឱ្យអាសូតមានអសកម្ម (មិនងាយមានប្រតិកម្ម) ក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតា។ នេះជាមូលហេតុដែលអាសូតគ្របដណ្ដប់លើបរិយាកាសរបស់ផែនដី ប៉ុន្តែមិនងាយមានប្រតិកម្មដោយគ្មានលក្ខខណ្ឌពិសេស ឬជំនួយពីកាតាលីករនោះទេ។
៥. អ៊ីដ្រូសែនក្លរួ (HCl)
HCl គឺជាឧទាហរណ៍មួយនៃចំណងកូវ៉ាឡង់ប៉ូល។ ក្លរីន (Cl) មានអេឡិចត្រូអវិជ្ជមានច្រើនជាងអ៊ីដ្រូសែន ដូច្នេះអេឡិចត្រុងរបស់វាទាក់ទាញទៅ Cl ច្រើនជាង ដែលបណ្តាលឱ្យមានបន្ទុកដោយផ្នែក។ នៅពេលរំលាយក្នុងទឹក HCl បង្កើតអ៊ីយ៉ូដដើម្បីបង្កើតជា H⁺ និង Cl⁻ ដែលធ្វើឱ្យវាត្រូវបានគេស្គាល់ថាជាអាស៊ីតខ្លាំង។ នេះបង្ហាញថាសមាសធាតុមួយអាចមានចំណងកូវ៉ាឡង់ ប៉ុន្តែបង្កើតអ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងដំណោះស្រាយ។
៦. អាម៉ូញាក់ (NH₃)
អាម៉ូញាក់មានចំណងកូវ៉ាឡង់រវាង N និង H។ ម៉ូលេគុល NH₃ មានរាងពីរ៉ាមីតត្រីកោណ ហើយមានរាងប៉ូល។ អាម៉ូញាក់ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧស្សាហកម្មជី ការសម្អាត និងដំណើរការគីមីផ្សេងៗ។ ប៉ូលនៃអាម៉ូញាក់អនុញ្ញាតឱ្យវាមានអន្តរកម្មយ៉ាងខ្លាំងជាមួយទឹក។
លក្ខណៈទូទៅនៃសមាសធាតុកូវ៉ាឡង់
ជាទូទៅ សមាសធាតុកូវ៉ាឡង់មានលក្ខណៈដូចខាងក្រោម (ទោះបីជាមានករណីលើកលែងក៏ដោយ)៖
១. ជាច្រើនត្រូវបានបង្កើតឡើងពីធាតុមិនមែនលោហធាតុ។
2. ជាទូទៅមានចំណុចរលាយ និងចំណុចពុះទាបជាងសមាសធាតុអ៊ីយ៉ុង ជាពិសេសសម្រាប់ម៉ូលេគុលតូចៗ។
៣. សមាសធាតុកូវ៉ាឡង់មិនមែនប៉ូល ងាយនឹងរលាយក្នុងទឹក ប៉ុន្តែរលាយក្នុងសារធាតុរំលាយមិនមែនប៉ូល។
៤. កុំចម្លងចរន្តអគ្គិសនីក្នុងសភាពរឹង; ខ្លះអាចចម្លងចរន្តអគ្គិសនីបានប្រសិនបើអ៊ីយ៉ូដក្នុងដំណោះស្រាយ (ឧទាហរណ៍ HCl ក្នុងទឹក)។
៥. ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងសមាសធាតុសរីរាង្គជាច្រើនដូចជា អ៊ីដ្រូកាបូន អាល់កុល អាស៊ីតសរីរាង្គ និងប្រូតេអ៊ីន។
Penutup
កូវ៉ាឡង់ គឺជាគោលគំនិតជាមូលដ្ឋានមួយដែលពន្យល់ពីរបៀបដែលអាតូម ជាពិសេសមិនមែនលោហៈ បង្កើតជាចំណងដោយចែករំលែកគូអេឡិចត្រុង។ ចំណងកូវ៉ាឡង់អាចមានតែមួយ ទ្វេ ឬបី ហើយអាចជាប៉ូល ឬមិនមែនប៉ូល។ ឧទាហរណ៍គឺស៊ាំនឹងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ ដូចជាទឹក (H₂O) កាបូនឌីអុកស៊ីត (CO₂) មេតាន (CH₄) អុកស៊ីសែន (O₂) អាសូត (N₂) និងអ៊ីដ្រូសែនក្លរួ (HCl)។ តាមរយៈការយល់ដឹងអំពីនិយមន័យនៃកូវ៉ាឡង់ និងឧទាហរណ៍ យើងអាចភ្ជាប់រចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងគីមីរបស់សារធាតុបានកាន់តែងាយស្រួល។
ប្រសិនបើអ្នកចង់បាន ខ្ញុំអាចបន្ថែមអត្ថបទបែបវិទ្យាសាស្ត្របន្ថែមទៀត (ជាមួយនឹងការពិភាក្សាអំពីរចនាសម្ព័ន្ធ Lewis ច្បាប់អុកតេត និងធរណីមាត្រម៉ូលេគុល) ឬកំណែសាមញ្ញជាងនេះសម្រាប់សិស្សវិទ្យាល័យ។
