[เสียงดนตรี] (คุณครูวัชระ) สวัสดีครับนักเรียน ครูวัชระ เตียทะสินธ์ นะครับ วันนี้เรายังอยู่ในกันเรื่องของบทที่ 2 เรื่องของน้ำนะครับ แต่เราจะพูดเรื่องหัวข้ออะไรนั้นไปชมกันเลยครับ ในคลิปที่แล้ว เรารู้จักโมเลกุลของน้ำกันแล้วนะครับ ว่าเป็นสารโคเวเลนต์ ในหัวข้อนี้ เราจะมาดูสารอื่น ๆ ที่อยู่ในแหล่งน้ำธรรมชาติกันครับ โดยจะมี 2 หัวข้อย่อยด้วยกัน ก็คือสารประกอบไอออนิกและการเปลี่ยนสถานะ ของสารประกอบไอออนิกครับ น้ำในแหล่งน้ำธรรมชาติ เป็นน้ำที่ไม่บริสุทธิ์ อย่างเช่นในรูปนี้ ก็คือน้ำทะเลถูกไหมครับ ซึ่งก็จะมีสารอื่น ๆ เจือปน โดยอาจจะเป็นสารโคเวเลนต์ เช่น ก๊าซออกซิเจน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หรืออาจจะเป็นสารที่อยู่ในรูปของไอออน เช่น คลอไรด์ไอออน หรือโซเดียมไอออนครับ ซึ่งโซเดียมไอออนและคลอไรด์ไอออน จะมีอยู่ปริมาณมาก ในน้ำทะเล เมื่อระเหยเอาน้ำออก อย่างเช่นในรูปนี้ ก็คือการทำนาเกลือนะครับ เราก็จะได้เกลือแดงหรือโซเดียมคลอไรด์ ซึ่งจัดเป็นสารประกอบอีกประเภทหนึ่ง ที่แตกต่างจากสารโคเวเลนต์ครับ เราเรียกสารประกอบประเภทนี้ว่า “สารประกอบไอออนิก” สารประกอบไอออนิก ประกอบด้วยไอออนบวก ที่ยึดเหนี่ยวกับไอออนลบ ด้วยพันธะเคมีที่เรียกว่า “พันธะไอออนิก” ครับ โดยไอออนบวกและไอออนลบ จะเรียงตัวสลับกันต่อเนื่องกันไปใน 3 มิติ ด้วยอัตราส่วนของไอออน ที่ทำให้สารประกอบไอออนิกเป็นการทำไฟฟ้าครับ อย่างเช่น เกลือแกงหรือโซเดียมคลอไรด์ จะประกอบด้วยโซเดียมไอออน ซึ่งเป็นประจุบวก ที่มีประจุ +1 และคลอไรด์ไอออนซึ่งเป็นไอออนลบที่มีประจุ -1 ซึ่งทำให้เป็นการทำไฟฟ้า จากที่ทราบมาแล้วนะครับ ว่าสารประกอบไอออนิก เกิดจากการจัดเรียงตัวของไอออน ที่เป็นองค์ประกอบต่อเนื่องกันไปใน 3 มิติ ดังนั้น จึงไม่สามารถหาขอบเขตได้แน่นอน จึงไม่จัดเป็นโมเลกุล และไม่สามารถเขียนสูตรโมเลกุลได้ครับ ดังนั้น สูตรเคมีของสารประกอบไอออนิก จึงเขียนเป็นอัตราส่วนอย่างต่ำของไอออน ที่เราเรียกว่า “สูตรเอมพิริคัล” ครับ การเขียนสูตรเอมพิริคัล ทำได้โดยเขียนสัญลักษณ์ของธาตุ ที่เป็นไอออนบวกไว้ข้างหน้า และตามด้วยสัญลักษณ์ของธาตุที่เป็นไอออนลบ และเขียนตัวเลขห้อยท้าย ของสัญลักษณ์ของธาตุแต่ละชนิด เพื่อแสดงอัตราส่วนอย่างต่ำ ของไอออนในการรวมตัว โดยค่าตัวเลขห้อยเป็นเลข 1 เราจะละไว้ไม่เขียนแสดง อย่างเช่นในกรณีของเกลือแกง หรือโซเดียมคลอไรด์ โซเดียมไอออน ยึดเหนี่ยวกับคลอไรด์ไอออน การเขียนส่วนเคมีของเกลือแกง จะเริ่มต้นจาก เขียนสัญลักษณ์ของธาตุ ที่เป็นไอออนบวก ในที่นี้คืออะไรครับ ใช่ครับ Na ส่วนสัญลักษณ์ของธาตุที่เป็นไอออนลบ เราก็จะเขียนว่า “Cl” ถูกไหมครับ จะเห็นว่าไม่เขียนแสดงประจุบวก และประจุลบนะครับ จากนั้นพิจารณาตัวเลขห้อยท้าย เนื่องจากโซเดียมไอออนมีประจุ +1 ส่วนคลอไรด์ไอออนมีประจุ -1 ถ้าจะเป็นการทำไฟฟ้า จะต้องมีผลรวมของประจุเป็น 0 เพราะฉะนั้น จึงจะต้องรวม ด้วยอัตราส่วน 1 ต่อ 1 ครับ แต่ตัวเลขห้อย 1 เราไม่แสดง ดังนั้น สูตรเคมีของเกลือแกง หรือโซเดียมคลอไรด์ ก็คือ NaCl ครับ ในชีวิตประจำวัน นอกจากเกลือแกงแล้ว เรายังพบสารประกอบไอออนิก อีกมากมายหลายชนิด เช่น โซเดียมฟลูออไรด์ในยาสีฟัน โซเดียมไฮดรอกไซด์หรือโซดาไฟ เมื่อสารเหล่านี้ละลายน้ำจะอยู่ในรูปของไอออน ซึ่งไอออนที่ละลายน้ำ อาจจะเป็นไอออนที่เกิดจากอะตอมของธาตุเดียว หรือกลุ่มอะตอม นักเรียนดูที่ครูชี้นะครับ โซเดียมไอออนและฟลูออไรด์ไอออน เป็นไอออนที่เกิดจากอะตอมของธาตุเดียว ส่วนไฮดรอกไซด์ไอออน เป็นไอออนที่เกิดจากกลุ่มอะตอม นอกจากนี้ยังมีไอออน ที่พบอยู่ในชีวิตประจำวันอื่น ๆ อีก เช่น แมกนีเซียมไอออน ออกไซด์ไอออน ฟอสเฟตไอออน ถ้าสังเกตจำนวนประจุบวก ถ้าสังเกตจำนวนประจุนี่ จะพบว่าไม่ได้มีแค่ไอออน ที่เป็นประจุ +1 และ -1 เท่านั้น แต่ยังพบไอออนที่มีประจุอื่น ๆ เช่น แคลเซียมไอออน มีประจุ +2 ฟอสเฟตไอออนมีประจุ -3 คราวนี้นักเรียนลองสังเกต และบอกครูสิครับ ว่าไอออนบวกและไอออนลบ มาจากธาตุชนิดไหนครับ โลหะหรืออโลหะ จะเห็นว่าไอออนบวกส่วนใหญ่ มาจากค่าที่เป็นโลหะ แต่บางกรณี ก็เกิดอาจจะเกิดจากธาตุที่เป็นอโลหะได้ครับ เช่น กรณีของแอมโมเนียมไอออน ส่วนไอออนลบได้มาจากธาตุที่เป็นอโลหะ เพราะฉะนั้น จะสังเกตง่าย ๆ ว่าสารใดเป็นสารประกอบไอออนิก ก็สามารถพิจารณาได้จากธาตุองค์ประกอบครับ ถ้ามีธาตุที่เป็นโลหะกับอโลหะ ส่วนใหญ่ก็จะเป็นสารประกอบไอออนิกนะครับ ซึ่งจะแตกต่างจากสารโคเวเลนต์ ซึ่งธาตุที่มารวมกันนี่ ส่วนใหญ่จะเป็นธาตุอโลหะครับ หลังจากที่เรารู้จักไอออน ในชีวิตประจำวันกันไปแล้วนะครับ คราวนี้เราลองมาดูการเขียนสูตรเอมพิริคัล ของสารประกอบไอออนิก ที่เกิดจากไอออนเหล่านี้กันครับ เรามาดูกันที่แมกนีเซียมไอออนนะครับ กับคลอไรด์ไอออน ถ้าเรา…ถ้าเราให้แมกนีเซียมไอออน ที่มีประจุ +2 กับคลอไรด์ไอออนที่มีประจุ -1 มารวมตัวกัน ด้วยอัตราส่วน 1 ต่อ 1 ผลรวมของประจุจะเป็นอย่างไรครับ จะเห็นว่าไม่เป็นการทำไฟฟ้าถูกไหมครับ ผลรวมของประจุจะเป็น +1 แต่ถ้าเราให้รวมด้วยอัตราส่วน 1 ต่อ 2 ล่ะครับ คือแมกนีเซียมไอออน 1 ไอออน กับคลอไรด์ไอออน 2 ไอออน ผลรวมประจุจะเป็นอย่างไรครับ จะเห็นว่าผลรวมของประจุจะเป็น 0 ซึ่งเป็นการทำไฟฟ้าใช่ไหมครับ ดังนั้นสูตรเอมพิริคัลของแมกนีเซียมคลอไรด์ ก็คือ MgCl2 ครับ คราวนี้เรามาดูตัวอย่างถัดไปนะครับ โซเดียมไอออนที่มีประจุ +1 และซัลเฟตไอออนที่มีประจุ -2 ถ้าให้รวมตัวกันด้วยอัตราส่วน 1 ต่อ 1 ผลรวมความจุประจุจะเป็นอย่างไรครับ ผลรวมของประจุ ก็จะเป็น -1 ซึ่งไม่เป็นการ… ซึ่งไม่เป็นกลางทางไฟฟ้าถูกไหมครับ แต่ให้… ถ้าให้รวมกันด้วยอัตราส่วน 2 ต่อ 1 ก็คือโซเดียมไอออน 2 ไอออน รวมกับซัลเฟตไอออน 1 ไอออน ผลรวมของประจุจะเป็นอย่างไรครับ ผลรวมของประจุก็จะเป็น 0 ซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า ดังนั้น สูตรเอมพิริคัลของโซเดียมซัลเฟต ก็คือ NA2SO4 นะครับ คราวนี้เรามาดูตัวอย่างสุดท้ายกันนะครับ อะลูมิเนียมไอออน ที่มีประจุ +3 กับไนเตรตไอออนที่มีประจุ -1 ถ้าให้ทั้ง 2 ตัวนี้มารวมตัวกัน ด้วยอัตราส่วน 1 ต่อ 1 ผลรวมของประจุจะเป็นอย่างไรครับ ผลรวมของประจุก็จะเป็น +2 ซึ่งไม่เป็นกลางทางไฟฟ้าถูกไหมครับ แต่ถ้าให้ด้วยรวมด้วยอัตราส่วน 1 ต่อ 2 ผลลัพธ์ของประจุจะเป็นอย่างไรครับ ผลรวมของประจุก็ยังเป็น +1 ซึ่งไม่เป็นกลางทางไฟฟ้า แต่ถ้าให้รวมตัวด้วยการ… ถ้าให้รวมตัวกันด้วยอัตราส่วน 1 ต่อ 3 ผลรวมของประจุจะเป็นอย่างไรครับ ผลรวมของประจุก็จะเป็น 0 ซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า ดังนั้น สูตรเอมพิริคัลของอะลูมิเนียมไนเตรต ก็คือตัวนี้นะครับ จะเห็นว่าสำหรับกลุ่มของไอออน จะเขียนอยู่ในวงเล็บ แล้วก็ตามด้วยตัวเลขห้อยนะครับ นอกจากนี้การเขียนสูตรเอมพิริคัล ของสารประกอบไอออนิก ยังอาจทำได้โดยการไขว้ตัวเลขประจุของไอออน และทำให้ตัวเลขเป็นอัตราส่วนอย่างต่ำครับ เช่น แมกนีเซียมไอออนที่มีประจุ +2 กับคลอไรด์ไอออนที่มีประจุ -1 เมื่อคูณไขว้ประจุก็จะทำให้แมกนีเซียม มีตัวเลขห้อยตัวหนึ่งถูกไหมครับ ส่วนคลอรีนก็จะมีตัวเลขเป็นห้อย 2 ดังนั้น สูตรเอมพิริคัล ของแมกนีเซียมคลอไรด์ ก็คือ MgCl2 ถูกไหมครับ คราวนี้มาดูตัวอย่างถัดไปนะครับ แมกนีเซียมไอออนที่มีประจุ +2 กับออกไซด์ไอออนที่มีประจุ -2 เมื่อคุณไขว้ประจุ แต่ละตัวก็จะมีตัวเลข 2 ใช่ไหมครับ แต่อย่าลืมว่าเราต้องทำให้ตัวเลข เป็นอัตราส่วนอย่างต่ำ ซึ่งอัตราส่วนอย่างต่ำ ก็คือ 1 ต่อ 1 ดังนั้น จะได้สูตรเอมพิริคัล ก็คือ MgO ครับ สำหรับตัวอย่างอื่น ๆ นักเรียนลองทำดูนะครับ เริ่มจากโซเดียมไอออนกับซัลเฟตไอออนครับ เมื่อคูณไขว้ประจุนักเรียนจะได้แบบไหนครับ ได้แบบนี้ไหมครับ ดังนั้น สูตรเอมพิริคัลของโซเดียมซัลเฟต คือ Na2SO4 ถูกไหมครับ ส่วนอะลูมิเนียมไอออนกับไนเตรตไอออน เมื่อคูณไขว้ประจุ ได้ตัวเลขไขว้เป็นเท่าไรครับ ได้เหมือนกันไหมครับ ซึ่งจะได้สูตรเอมพิริคัล เป็นแบบนี้ถูกไหมครับ คราวนี้เราลองมาทำแบบฝึกหัดเพิ่มเติมกันนะครับ โดยข้อแรกให้นักเรียนลองเขียนสูตรเอมพิริคัล ของสารประกอบไอออนิก จากไอออนที่กำหนดให้ต่อไปนี้ครับ ตรงนี้อาจจะต้องใช้เวลา นักเรียนอาจจะหยุดคลิปไว้ก่อน พอทำเสร็จแล้วค่อยมาเล่นคลิปต่อนะครับ เอาล่ะครับ เริ่มได้นะครับ ถ้านักเรียนทำเสร็จแล้ว เรามาเฉลยกันนะครับ ได้เหมือนกันไหมครับ ไม่ยากใช่ไหมครับ เรามาดูข้อต่อไปนะครับ นักเรียนลองเขียนไอออน ที่เป็นองค์ประกอบของสารประกอบไอออนิก ต่อไปนี้ครับ เหมือนเดิมครับ ลองหยุดคิดไว้ก่อน พอทำเสร็จแล้วค่อยมาเล่นคลิปต่อ เพื่อดูเฉลยนะครับ ถ้านักเรียนทำเสร็จแล้ว เรามาเฉลยกันนะครับ เป็นอย่างไรบ้างครับ พอทำได้ไหมครับ นักเรียนจะสังเกตว่าแคลเซียมออกไซด์ มีไอออนที่เป็นองค์ประกอบ ก็คือแคลเซียม +2 กับออกซิเจน -2 ไม่ใช่แคลเซียม -1 ไม่ใช่แคลเซียม +1 กับออกซิเจน -1 ถูกไหมครับ นั่นคืออัตราส่วน 1 ต่อ 1 ที่เป็นตัวเลขไขว้ ไม่แสดงถึงประจุของไอออน ที่เป็นองค์ประกอบเสมอไปนะครับ สำหรับหัวข้อที่ 2 ที่เราจะเรียน ก็คือเรื่องการเปลี่ยนสถานะ ของสารประกอบไอออนิกครับ ซึ่งนักเรียนทราบมาแล้ว ว่าสารประกอบไอออนิก อยู่ในสถานะของแข็ง ไอออนบวกและไอออนลบจะเรียงตัวสลับกันไป ต่อเนื่องกันใน 3 มิติ โดยไอออน… โดยไอออนต่างชนิดกัน จะดึงดูดกันด้วยพันธะไอออนิก และไอออนแต่ละชนิดไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ เมื่อสารประกอบไอออนิกได้รับความร้อน พันธะไอออนิกบางส่วนจะถูกทำลาย และทำให้ไอออนบวกและไอออนลบ เคลื่อนที่ได้มากขึ้นครับ ซึ่งหากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นถึงจุดหลอมเหลว ก็จะเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว และเมื่อได้รับความร้อนต่อไป จนมีอุณหภูมิถึงจุดเดือด ก็จะเปลี่ยนสถานะกลายเป็นแก๊สครับ ถ้านักเรียนจะลองสังเกตดูนะครับ ในการเปลี่ยนสถานะของสารประกอบไอออนิก จากของแข็งเป็นของเหลว หรือแก๊ส จะมีการทำลายพันธะไอออนิก ซึ่งมีความแข็งแรงมาก แต่สำหรับสารโคเวเลนต์ เช่น น้ำ นักเรียนจำได้หรือเปล่าครับ การเปลี่ยนสถานะไม่ได้มีการทำ… เป็นการทำลายพันธะโคเวเลนต์ ระหว่างไฮโดรเจนกับออกซิเจน ภายในโมเลกุล แต่เป็นการทำลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล ดังนั้น เมื่อเปรียบเทียบ จุดหลอมเหลวและจุดเดือด ระหว่างสารประกอบไอออนิกกับสารโคเวเลนต์ จะได้ว่าจุดหลอมเหลวและจุดเดือด ของสารประกอบไอออนิก จะมีค่ามากกว่าสารโคเวเลนต์มากเลยครับ ลองมาดูตัวอย่างกันนะครับ เช่น ในกรณีของโซเดียมคลอไรด์ มีจุดหลอมเหลวที่ 801 องศาเซลเซียส แต่น้ำจะมีจุดหลอมเหลวที่ 0 องศาเซลเซียส และโซเดียมคลอไรด์ มีจุดเดือดที่ 1465 องศาเซลเซียส แต่น้ำมีจุดเดือดที่ 100 องศาเซลเซียส ลองมาดูจุดหลอมเหลวและจุดเดือด ของสารประกอบไอออนิกอื่น ๆ นะครับ เช่น แมกนีเซียมคลอไรด์ แคลเซียมคลอไรด์ แมกนีเซียมออกไซด์ จะเห็นว่าจุดหลอมเหลว และจุดเดือดที่สูงมากเลยนะครับ เรามาลองทำแบบฝึกหัดกันนะครับ ในแบบฝึกหัดนี้จะให้นักเรียนเปรียบเทียบจุดเดือด และจุดหลอมเหลวของสารแต่ละคู่ต่อไปนี้ครับ โดยเติมเครื่องหมายน้อยกว่า หรือมากกว่าให้ถูกต้องนะครับ นักเรียนลองหยุดคลิปไว้ก่อน หลังจากนั้น พอทำเสร็จแล้ว ค่อยกลับมาดูเฉลยกันนะครับ เฉลยนะครับ เรามาดูเฉลยกัน การทำโจทย์ข้อนี้ ก่อนอื่นเราต้องดูก่อนว่าสารแต่ละชนิด เป็นสารประเภทไหน เป็นสารประกอบไอออนิกหรือสารโคเวเลนต์ โดยเราสามารถพิจารณา ได้จากธาตุองค์ประกอบได้ครับ ซึ่งเมื่อเราพิจารณาได้แล้ว เราก็จะสามารถเปรียบเทียบจุดหลอมเหลว หรือจุดเดือดได้ครับ ในคู่แรก แคลเซียมออกไซด์กับไนโตรเจนมอนอกไซด์ นักเรียนจะเห็นว่าแคลเซียมออกไซด์ เป็นสารประเภทไหนครับ ถูกต้องครับ เป็นสารประกอบไอออนิกนะครับ เพราะมีทั้งองค์ประกอบ เป็นธาตุโลหะกับธาตุอโลหะ ส่วนไนโตรเจนมอนอกไซด์เป็นสารโคเวเลนต์ ถูกต้องไหมครับ เพราะมีธาตุองค์ประกอบเป็นธาตุอโลหะทั้งหมด ดังนั้น จุดหลอมเหลวหรือจุดเดือด ของแคลเซียมออกไซด์ จะมากกว่าไนโตรเจนมอนอกไซด์นะครับ สำหรับคู่ที่ 2 ลิเทียมคลอไรด์ ซึ่งเป็นสารประกอบไอออนิก จะมีจุดหลอมเหลวหรือจุดเดือด ที่มากกว่าก๊าซคลอรีน ซึ่งเป็นสารโคเวเลนต์ครับ ส่วนคู่สุดท้ายแอมโมเนียเป็นสารโคเวเลนต์ แต่แอมโมเนียมไนเตรต เกิดจากแอมโมเนียมไอออนและไนเตรตไอออน ดังนั้น แอมโมเนียมไนเตรต จึงเป็นสารประกอบไอออนิก จึงมีจุดล้อมเหลวหรือจุดเดือดที่สูงกว่า แอมโมเนียนะครับ เรามาสรุปเนื้อหาภายในบทเรียน ที่เราเรียนกันไปภายในวันนี้นะครับ ข้อแรก สารในแหล่งน้ำธรรมชาติ จะมีทั้งสารโคเวเลนต์และสารประกอบไอออนิก สารประกอบไอออนิก ประกอบด้วยไอออนบวก ที่ยึดเหนี่ยวกับไอออนลบ ด้วยพันธะไอออนิก โดยไอออนบวกและไอออนลบ จัดเรียงตัวสลับกันต่อเนื่องไปใน 3 มิติ ในอัตราส่วนที่ทำให้สารประกอบไอออนิก เป็นกลางทางไฟฟ้า สูตรของสารประกอบไอออนิก แสดงด้วยส่วนเอมพิริคัล ซึ่งแสดงอัตราส่วนอย่างต่ำ ของไอออนที่เป็นองค์ประกอบ จุดหลอมเหลวและจุดเดือด ของสารประกอบไอออนิก สูงกว่าสารโคเวเลนต์มาก เนื่องจากต้องใช้พลังงาน ในการทำลายพันธะไอออนิก ซึ่งมีความแข็งแรงมากกว่าแรงยึดเหนี่ยว ระหว่างโมเลกุลของสารโคเวเลนต์ สำหรับวันนี้พอแค่นี้ก่อนนะครับ สวัสดีครับ [เสียงดนตรี]