[เสียงดนตรี] (ดร.วัชระ) สวัสดีครับ ครูชื่อ วัชระ เตียทะสินธ์ วันนี้เราจะมาเรียนเรื่องของน้ำกันนะครับ โดยในบทนี้จะประกอบด้วย 3 หัวข้อใหญ่ ก็คือ 2.1 โมเลกุลของน้ำ 2.2 สารในแหล่งน้ำธรรมชาติ 2.3 การละลายของสารในน้ำ โดยในหัวข้อ 2.1 โมเลกุลของน้ำนี่ ประกอบด้วย 2 หัวข้อย่อย ก็คือสารโคเวเลนต์ และการเปลี่ยนสถานะของน้ำและความมีขั้ว โดยในวันนี้ เราจะมาดูเรื่องของสารโคเวเลนต์กันนะครับ ทุกคนคงรู้จักน้ำกันแล้วนะครับ และคงพอรู้สมบัติต่าง ๆ ของน้ำ เช่น น้ำมี 3 สถานะ มีจุดเดือดที่ 100 องศาเซลเซียส จุดหลอมเหลวหรือจุดเยือกแข็ง ที่ 0 องศาเซลเซียส นอกจากนี้น้ำยังเป็นตัวทำละลายที่ดีมาก สามารถละลายสารต่าง ๆ ที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิต จึงทำให้น้ำเป็นองค์ประกอบที่สำคัญ ในสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ และในคลิปนี้เราก็จะมาเรียนรู้เรื่องของน้ำ ผ่านมุมมองทางเคมี เช่น สูตรโมเลกุล สูตรโครงสร้าง และพันธะเคมี สูตรเคมีของน้ำคืออะไรครับ H2O ถูกไหมครับ ดังนั้น น้ำ 1 โมเลกุล จะประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอม และออกซิเจน 1 อะตอมถูกไหมครับ เคยสงสัยไหมครับ ว่าอะไรที่ทำให้ 3 อะตอมนี้อยู่รวมกันเป็นน้ำ สิ่งที่ทำให้ทั้ง 3 อะตอมอยู่รวมกันเป็นน้ำ ก็คือพันธะเคมี พันธะเคมี คือ การยึดเหนี่ยวกันของอะตอม หรือไอออนในสารต่าง ๆ พันธะเคมีมีหลายชนิด แต่พันธะเคมีที่พบในน้ำนี่ เป็นพันธะเคมีที่เราเรียกว่า “พันธะโคเวเลนต์” ลักษณะเด่นของพันธะเคมีชนิดนี้ คือ เป็นพันธะที่เกิดจากการใช้ เวเลนซ์อิเล็กตรอนร่วมกัน ระหว่างอะตอมคู่ร่วมพันธะ เราสามารถแสดงการยึดเหนี่ยวกัน โดยใช้สูตรโครงสร้าง โดยในคลิปนี้จะแสดงสูตรโครงสร้าง ให้ดูด้วยกัน 2 แบบ คือ แบบทางซ้ายมือกับแบบทางขวามือนะครับ โดยแบบทางซ้ายมือ เป็นแบบที่มีการแสดงเวเลนซ์อิเล็กตรอน ของอะตอมภายในสาร อย่างในกรณีของน้ำ น้ำประกอบด้วยอะตอมของออกซิเจน และอะตอมของไฮโดรเจนถูกไหมครับ ออกซิเจนเป็นธาตุในหมู่ไหนครับ ออกซิเจนเป็นธาตุในหมู่ 6A เพราะฉะนั้นควรจะมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน เท่าไรครับ ออกซิเจนควรจะมี 6 เวเลนซ์อิเล็กตรอนถูกไหม ก็แสดงโดยจุด 6 จุด ล้อมรอบตัวอะตอมออกซิเจนเห็นไหมครับ แล้วตัวไฮโดรเจนล่ะครับ มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่าไร ไฮโดรเจนมี 1 เวเลนซ์อิเล็กตรอน ก็แสดงเพียงแค่จุดเพียงแค่จุดเดียว และเนื่องจากพันธะโคเวเลนต์ เป็นพันธะที่มีการใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนร่วมกัน ระหว่างอะตอมคู่ร่วมพันธะ ดังนั้น จึงแสดงอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันนี่ อยู่ระหว่างอะตอมคู่ร่วมพันธะดังกล่าว ซึ่งในกรณีของน้ำนี่ จากภาพนี่ออกซิเจนและไฮโดรเจนนี่ มีการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันทั้งหมดกี่คู่ครับ 1 คู่ถูกไหม คราวนี้เรามาดูแบบที่ 2 แบบที่ 2 นี่จะไม่มีจุดแล้วครับ แต่จะเป็นเส้น ที่ลากเชื่อมระหว่างอะตอมคู่ร่วมพันธะแทน นักเรียนคิดว่าเส้นดังกล่าวนี้แทนอะไรครับ เส้นดังกล่าวแทนอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกัน ระหว่างอะตอมคู่ร่วมพันธะ หรือพันธะโคเวเลนต์นั่นเอง จะเห็นได้ว่าเราสามารถแสดงโครงสร้าง หรือการสร้างพันธะระหว่างอะตอม ภายในโมเลกุล โดยใช้สูตรโครงสร้าง แต่หากเราต้องการจะสื่อสารว่าโมเลกุลดังกล่าว ประกอบด้วยอะตอมชนิดใดบ้าง อย่างละกี่อะตอม เราอาจจะระบุเพียงแค่สูตรโมเลกุลเท่านั้น ลองบอกสิครับ ว่าในกรณีของน้ำ สูตรโมเลกุลของน้ำคืออะไร บอกเพียงแค่ชนิดและจำนวน ของอะตอมภายในโมเลกุล ใช่ครับ H2O ถูกไหม คราวนี้มาลองดูกันนะครับ ว่าจากสูตรโมเลกุลของน้ำนี่บ่งบอกอะไรเราบ้าง จากสูตรโมเลกุลบอกว่าในน้ำ 1 โมเลกุล จะประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอม เพราะมีเลข 2 ห้อยท้ายตัวไฮโดรเจน ถูกไหมครับ และในกรณีของออกซิเจนนี่ไม่มีเลขห้อยท้าย แสดงว่าใน 1 โมเลกุลของน้ำ ประกอบด้วยออกซิเจนเพียงแค่ 1 โมเลกุล เพียงแค่ 1 อะตอมเท่านั้น คราวนี้มาลองดูสูตรโมเลกุล ของสารอื่นบ้างนะครับ อย่างในกรณีของแก๊สออกซิเจน แก๊สออกซิเจนนี่จะมีเลข 2 ห้อยท้ายตัวออกซิเจน แสดงว่าใน 1 โมเลกุล จะประกอบด้วยออกซิเจน 2 อะตอม กรณีของแอมโมเนีย NH3 แสดงว่าใน 1 โมเลกุล ประกอบด้วยไนโตรเจนเพียงแค่ 1 อะตอม และไฮโดรเจน 3 อะตอมถูกไหม คราวนี้เรามา… เรามาดูกันต่อนะครับ ว่าในกรณีของน้ำนี่ ออกซิเจนได้สร้างพันธะไฮโดรเจน ไม่ใช่สิ ออกซิเจนได้สร้างพันธะกับไฮโดรเจน โดยใช้อิเล็กตรอน 1 คู่ แสดงพันธะดังกล่าวนี่ โดยใช้เส้นเพียงแค่ 1 เส้น ก็คือเส้นนี้ แต่ในกรณีของแก๊สออกซิเจนนี่ อะตอมออกซิเจนนี่ ใช้อิเล็กตรอนร่วมกันทั้งหมดกี่คู่ครับ 2 คู่ ถูกไหมครับ ดังนั้น เส้นเชื่อมระหว่างอะตอมออกซิเจน ควรมีทั้งหมดกี่เส้นครับ 2 เส้นใช่ไหมครับ เช่นเดียวกัน ในกรณีของแก๊สไนโตรเจน อะตอมไนโตรเจนนี่ ใช้อิเล็กตรอนร่วมกันทั้งหมดกี่คู่ครับ 3 คู่ถูกไหม เพราะฉะนั้นควรจะมีเส้น เชื่อมระหว่างอะตอมไนโตรเจนทั้งหมดกี่เส้นครับ 3 เส้นใช่ไหมครับ ซึ่งทั้งหมดนี่แสดงให้เห็นว่าพันธะโคเวเลนต์นี่ มีด้วยกันหลายแบบ โดยในกรณีของน้ำนี่ เราจะเรียกว่า “พันธะเดี่ยว” ส่วนในกรณีที่ใชอิเล็กตรอนร่วมกัน 2 คู่นี่ อย่างในกรณีของแก๊สออกซิเจนนี่ เราจะเรียกว่า “พันธะคู่” และในกรณีที่ใช้อิเล็กตรอนร่วมกันทั้งหมด 3 คู่นี่ เราจะเรียกว่า “พันธะสาม” สารทั้ง 3 นี่เกิดจากการที่อะตอมยึดเหนี่ยวกัน โดยใช้พันธะโคเวเลนต์ เราจึงเรียกสารพวกพวกนี้ ว่าเป็น “สารโคเวเลนต์” นะครับ คราวนี้เราลองมองดูสารโคเวเลนต์อื่น ๆ ที่เคยพบเห็นกันมาบ้างนะครับ เช่น แอมโมเนีย คาร์บอนไดออกไซด์ อะเซทิลีน ยูเรีย กรดแอซีติก ลองดูนะครับ ว่าอะตอมที่รวมกันเป็นโมเลกุลโคเวเลนต์เหล่านี้ เป็นธาตุชนิดใดบ้าง ถ้าลองพิจารณาดูจะพบว่าอะตอมต่าง ๆ ที่อยู่ภายในสารนี่ส่วนใหญ่จะเป็นไฮโดรเจน คาร์บอน ไนโตรเจน และออกซิเจนถูกไหมครับ ธาตุทั้ง 4 นี่จัดเป็นโลหะ อโลหะ หรือเป็นกึ่งโลหะครับ ธาตุทั้ง 4 เป็นธาตุอโลหะ แสดงว่าพันธะโคเวเลนต์ส่วนใหญ่ เกิดจากธาตุอโลหะ คราวนี้ลองมาสังเกตชนิดและจำนวน ของพันธะภายในโมเลกุลต่าง ๆ ดูบ้างนะครับ จะเห็นได้ว่าแต่ละโมเลกุล ประกอบด้วยพันธะมากกว่า 1 พันธะ และอาจจะเป็นชนิดเดียวกันหรือต่างชนิดกันก็ได้ เช่น ในกรณีของแอมโมเนีย มี 3 พันธะ และเป็นพันธะเดี่ยวทั้งหมด แต่ในกรณีของอะเซทิลีนจะมี 3 พันธะเหมือนกัน แต่เป็นพันธะเดี่ยวกับพันธะสาม สารเคมีบางชนิด เช่น สารประกอบของธาตุคาร์บอน ที่มีการสร้างพันธะเดี่ยว กับธาตุไฮโดรเจนจำนวนมาก ในการเขียนสูตรโครงสร้างของสารเหล่านี้ นิยมใช้สูตรโครงสร้างแบบย่อ โดยลดรูปพันธะเดี่ยว ระหว่างอะตอมธาตุไฮโดรเจนกับธาตุบางชนิด เช่น คาร์บอนหรือออกซิเจน ดังแสดงในกรณีของกลูโคสนะครับ คราวนี้เราลองมาทำแบบฝึกหัดดูนะครับ เพื่อทบทวนสิ่งที่เรียนกันไป กลูตาไธโอน สารนี้ทุกคนอาจจะคุ้นเคยกันมาบ้างนะครับ เป็นสารที่พบอยู่ในพวกอาหารเสริม มีสูตรโครงสร้างดังรูป ถ้าให้สูตรโมเลกุลดังกล่าวนี่ ถ้าให้สูตรโมเลกุลของกลูต้าไธโอนนี่เป็นแบบนี้ จากสูตรโครงสร้างนี่ ค่า a ค่า b ค่า c และค่า d นี่ และค่า e นี่ควรมีค่าเท่าไรครับ นักเรียนอาจจะลองหยุดคลิปไว้ก่อนนะครับ เพื่อได้ลองทำดูกันก่อน แล้วค่อยมาเล่นคลิปนี้ต่อไป เมื่อทำเสร็จแล้ว เอาล่ะครับ คงทำเสร็จกันแล้วนะครับ มาลองเฉลยกันดูค่า a คืออะไรครับ ค่า a คือ จำนวนคาร์บอนภายในโมเลกุล ถูกไหมครับ เพราะฉะนั้นควรจะมีค่าเท่ากับ 10 และ b แทนจำนวนไฮโดรเจนภายในโมเลกุล จะมีค่าเท่ากับ 17 c แทนจำนวนออกซิเจนภายในโมเลกุล มีค่าเท่ากับ 6 d แทนจำนวนไนโตรเจนภายในโมเลกุล มีค่าเท่ากับ 3 และ e แทนจำนวนกำมะถันภายในโมเลกุล มีค่าเท่ากับ 1 แล้วโมเลกุลของกลูตาไธโอนนี่ มีพันธะโคเวเลนต์ชนิดใดบ้างครับ โมเลกุลของกลูตาไธโอนนี่ จะประกอบด้วยพันธะเดี่ยวกับพันธะคู่ถูกไหม อย่างเช่น ตัวนี้ก็จะเป็นพันธะเดี่ยว แล้วตัวนี้ก็จะเป็นพันธะคู่ ข้อต่อไป พันธะไหนครับ ที่ใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 2 คู่ เหมือนเดิมนะครับ ก็ลองหยุดคลิปไว้ก่อน แล้วค่อยมาทำเมื่อ… มาเล่นคลิปนี้ต่อเมื่อทำเสร็จแล้ว เอาล่ะครับ มาลองดูเฉลยกันนะครับ คำถามว่าใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 2 คู่ถูกไหมครับ ใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 2 คู่คืออะไร ก็คือพันธะคู่ถูกไหม การที่บอกว่าเป็นพันธะคู่ แสดงว่ามีเส้นเชื่อม 2 เส้น พอทำได้ใช่ไหมครับ ถ้าอย่างไรก็ลองหาสูตรโมเลกุล ของสารชนิดอื่นมาลองทำดู เพื่อความเข้าใจที่มากขึ้นนะครับ เราลองมาสรุปสิ่งที่ได้เรียนไปกันนะครับ น้ำ 1 โมเลกุล ประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอม และออกซิเจน 1 อะตอม โดยทั้ง 3 อะตอมยึดเหนี่ยวกัน โดยใช้พันธะโคเวเลนต์ ดังนั้น น้ำจึงจัดเป็นสารโคเวเลนต์ ชนิดและจำนวนของอะตอม ที่เป็นองค์ประกอบภายในโมเลกุล สามารถระบุได้ด้วยสูตรโมเลกุล และสูตรโครงสร้าง สูตรโครงสร้าง แสดงให้เห็นการยึดเหนี่ยวกันระหว่างอะตอม ภายในโมเลกุลของสารโคเวเลนต์ พันธะโคเวเลนต์ เป็นการยึดเหนี่ยวกันระหว่างคู่อะตอม โดยใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนร่วมกัน โดยอาจจะใช้ร่วมกันเพียงแค่ 1 คู่ 2 คู่ หรือ 3 คู่ เกิดเป็นพันธะเดี่ยว พันธะคู่ หรือพันธะสามตามลำดับ สำหรับวันนี้พอแค่นี้ก่อนนะครับ สวัสดีครับ [เสียงดนตรี]