โมเลกุลไฮเพอร์เวเลนต์

โมเลกุลไฮเพอร์เวเลนต์ (อังกฤษ: hypervalent molecule) หมายถึง โมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมของธาตุหมู่หลักอย่างน้อย 1 อะตอมที่มีอิเล็กตรอนในชั้นเวเลนซ์มากกว่าแปด ตัวอย่างโมเลกุลไฮเพอร์เวเลนต์ ได้แก่ ฟอสฟอรัสเพนตะคลอไรด์ (PCl5) ซัลเฟอร์เตตระฟลูออไรด์ (SF4) ซัลเฟอร์เฮกซะฟลูออไรด์ (SF6) ซีนอนเตตระฟลูออไรด์ (XeF4) เป็นต้น

ฟอสฟอรัสเพนตะคลอไรด์ ตัวอย่างหนึ่งของโมเลกุลไฮเพอร์เวเลนต์

นิยามและการเรียกชื่อแก้ไข

ไฮเพอร์เวเลนซีตามนิยามของ IUPACแก้ไข

สหภาพเคมีบริสุทธิ์และเคมีประยุกต์ระหว่างประเทศ (IUPAC) นิยามคำว่า ไฮเพอร์เวเลนซี (hypervalency) ว่าเป็น ความสามารถของอะตอมในโมเลกุลที่จะขยายชั้นเวเลนซ์ที่มีอยู่ไปมากกว่ากฎออกเตต สารประกอบไฮเพอร์เวเลนต์โดยทั่วไปจะเป็นสารประกอบของในคาบที่สองขึ้นไปในหมู่ 15-18 ของตารางธาตุ การอธิบายพันธะไฮเพอร์เวเลนต์จะพิจารณาการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากอะตอมกลางไปยังออร์บิทัลเชิงโมเลกุลที่ไม่สร้างพันธะ (non-bonding molecular orbitals) ของลิแกนด์ ซึ่งโดยปกติลิแกนด์จะเป็นธาตุที่มีอิเล็กโตรเนกาติวิตีสูง [1]

คำว่า “โมเลกุลไฮเพอร์เวเลนต์” ถูกนิยามครั้งแรกโดย Jeremy I. Musher ในปี ค.ศ. 1969 ว่า หมายถึง โมเลกุลที่มีอะตอมกลางในหมู่ 15-18 ในตารางธาตุที่มีเวเลนซ์เป็นอย่างอื่นที่มากกว่าเวเลนซ์ต่ำที่สุด เช่น ธาตุหมู่ 15, 16, 17 และ 18 จะมีเวเลนซ์ำต่ำที่สุดเป็น 3, 2, 1 และ 0 ตามลำดับ[2]

สัญกรณ์ N-X-Lแก้ไข

การเรียกชื่อโดยใช้สัญกรณ์ N-X-L ถูกใช้ครั้งแรกในปี ค.ศ.1980[3] โดยที่:

  • N แทน จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอน
  • X คือ สัญลักษณ์ธาตุอะตอมกลาง
  • L แทน จำนวนลิแกนด์รอบอะตอมกลาง เช่น
โมเลกุลตัวอย่าง จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอน ธาตุอะตอมกลาง จำนวนลิแกนด์ สัญกรณ์ N-X-L
PCl5 10 P 5 10-P-5
ClF3 10 Cl 3 10-Cl-3
XeF4 12 Xe 4 12-Xe-4
XeF6 16 Xe 6 16-Xe-6
IF5 12 I 5 12-I-5

การเรียกชื่อตามกลุ่มสารประกอบแก้ไข

นอกจากการใช้สัญกรณ์ N-X-L แล้ว ยังมีการเรียกชื่อโมเลกุลไฮเพอร์เวเลนต์ตามกลุ่มของสารประกอบ โดยกลุ่มที่ปรากฏบ่อยครั้ง อาทิ

  • ไฮเพอร์เวเลนต์ไอโอไดด์ ได้แก่ สารประกอบพวก Dess-Martin เพอร์ไอโอเดน
  • เตตระ-, เพนตะ-, และเฮกซะโคออร์เดเนเตดฟอสฟอรัส, ซิลิคอน และ ซัลเฟอร์ เช่น PCl5 PF5 และ SF6
  • สารประกอบของแก๊สมีตระกูล
  • แฮโลเจนพอลิฟลูออไรด์
ไฮเพอร์เวเลนต์ไอโอไดด์ เฮกซะโคออร์เดเนเตดซัลเฟอร์ สารประกอบของแก๊สมีตระกูล แฮโลเจนพอลิฟลูออไรด์
       
Dess-Martin เพอร์ไอโอเดน ซัลเฟอร์เฮกซะฟลูออไรด์ ซีนอนเตตระฟลูออไรด์ ไอโอดีนเพนตะฟลูออไรด์

ดูเพิ่มแก้ไข

อ้างอิงแก้ไข

  1. A. D. McNaught; A. Wilkinson, eds. (1997). IUPAC. Compendium of Chemical Terminology. XML on-line corrected version: http://goldbook.iupac.org (2006-) created by M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; updates compiled by A. Jenkins (2nd the "Gold Book" ed.). Oxford: Blackwell Scientific Publications. ISBN 0-9678550-9-8.
  2. Musher, J.I. (1969). "The Chemistry of Hypervalent Molecules". Angewandte Chemie International Edition. 8 (1): 54–68. doi:10.1002/anie.196900541.
  3. Perkins, C. W.; Martin, J. C.; Arduengo, A. J.; Lau, W.; Alegria, A.; Kochi, J. K. (1980). "An Electrically Neutral σ-Sulfuranyl Radical from the Homolysis of a Perester with Neighboring Sulfenyl Sulfur: 9-S-3 species". Journal of the American Chemical Society. 102: 7753–7759. doi:10.1021/ja00546a019.