Intermolecular Forces Bozeman Science English Thai

Intermolecular ForcesYouTube↗ IA↗(long shot)
Education 311.7K views 2.1K likes 77 dislikes 18 Aug 2013

Bozeman Science 1.4M subscribers N/A YouTube↗

Hi. It's Mr. Andersen and this chemistry essentials video 18 on intermolecular

สวัสดี ครูเอนเดอเสนกับวิดีโอในชุดวิชาเคมีพื้นฐานลำดับที่ 18 อันนี้ จะว่าด้วยเรื่องของแรงระหว่างโมเลกุล

forces, which are simply the forces between molecules. And so when we were putting drops

ซึ่งก็อย่างที่ชื่อบอก เป็นแรงที่โมเลกุลกระทำระหว่างกัน รูปที่เห็นอยู่นี้ ก็คือน้ำที่หยดลง

of water on this penny, we were able to get 43 drops on there because there are high intermolecular

บนเหรียญเพนนี ซึ่งครูสามารถทำได้ถึง 43 หยด นั่นก็เพราะว่ามีแรงระหว่างโมเลกุล

forces between the water molecules. And so intermolecular forces are important because

ของโมเลกุลน้ำนั่นเอง แรงระหว่างโมเลกุลนี้ มีความสำคัญเพราะว่า

they give us the properties of solids and liquids and gases. And so some of the properties

เป็นที่มีของคุณสมบัติต่างๆ ของ ของแข็ง ของเหลว และกาซ ไม่ว่าจะเป็นคุณสมบัติอย่างเช่น

would be the boiling or melting point. Surface tension. Capillary action. Vapor pressure.

จุดเดือด หรือจุดหลอมเหลว แรงตึงผิว แรงคาปิลลรี ความดันไอ

And miscibility. And we'll talk about each of these. And in gases there's not too many

สภาพการผสมเข้ากันได้ ซึ่งเราจะได้พูดถึงคุณสมบัติแต่ละตัวเหล่านี้กันต่อไป ทีนี้ ในกรณีของกาซนั้น เราจะเห็นว่า ไม่มี

intermolecular forces because they're moving around really really quickly. But when there

แรงระหว่างโมเลกุลมากนัก จากที่จะเห็นได้ว่ามันสามารถเคลื่อนที่ไปมาได้อย่างรวดเร็วมาก

are intermolecular forces they explain the difference between an ideal gas, which can

กระนั้น แรงระหว่างโมเลกุลก็ยังช่วยอธิบายความแตกต่างของกาซในอุดมคติ

be explained using the ideal gas law and real gases. And this usually occurs towards

ซึ่งแสดงคุณสมบัติที่อธิบายด้วยกฎของกาซในอุดมคติ กับกาซจริง และที่ว่านี้ มักจะเห็นได้ชัดเมื่อเข้าใกล้การควบแน่น

condensation. We can use a PV relationship to find it. And then finally intermolecular

โดยเราสามารถใช้ความสัมพันธ์ PV (ความดันกับปริมาตร) เข้ามาหาตัวแปรได้ จากนั้น อันสุดท้ายของเรื่องแรงระหว่างโมเลกุล

forces are incredibly important in biology. In both enzymes and proteins. These forces

ก็คือการที่แรงนี้ มีความสำคัญยิ่งในวิชาชีววิทยา ในเรื่องเอนไซม์และเรื่องโปรตีน

between molecules are incredibly important. So let's make sure you know the difference

แรงระหว่างโมเลกุลที่มีความสำคัญอย่างยิ่ง เพราะงั้น เรามาทำความเข้าใจในความแตกต่างระหว่าง

between inter and intra molecular. Intermolecular are going to be the forces between molecules.

"ภายใน" และ "ระหว่าง" โมเลกุลกันก่อน "ระหว่างโมเลกุล" ก็คือแรงที่โมเลกุลกระทำระหว่างกัน

So between this one and this one. Intramolecular are going to be within the molecule itself.

อย่างที่ตัวนี้ กระทำต่อตัวนี้ "ภายในโมเลกุล" นั้น ก็จะเป็นแรงภายในโมเลกุลเอง

And so we'll get to those when we start talking about covalent, ionic and metallic bonding.

เราจะว่ากันอีกทีเมื่อไปถึงหัวข้อเรื่องพันธะโควาเลนท์ พันธะอิออนนิค แล้วก็พันธะโลหะ

But intermolecular forces are simply the forces between these molecules. And so let's take

กลับมาที่แรงระหว่างโมเลกุลที่เราบอกว่าเป็นแรงที่โมเลกุลกระทำต่อกัน ลองดูที่ภาพในแบบจำลองนี่กัน

a look at them. Let's say we vary the strength. Let's say we make those forces weaker. What

เราจะมาปรับขนาดของแรงดู สมมตbว่าถ้าเราทำให้แรงมีขนาดน้อยลง จะเป็นยังยัย?

happens? They'll spread apart. What happens if we make them greater? They're going to

มันก็จะแพร่กระจายออกจากกัน แล้วถ้าเพิ่มขนาดของแรงให้มากขึ้นล่ะ? มันก็จะเข้ามาใกล้กันนั่นเอง

come together. What happens if we make them even greater? They're going to come together

แล้วถ้ายิ่งเพิ่มขนาดของแรงขึ้นไปอีกล่ะ? มันก็จะยิ่งเข้ามาใกล้กันมากขึ้นอีก

and form real nice structures. So something like a solid. And so what are some properties

จนเกิดเป็นโครงสร้างขึ้นมานั่นเอง เป็นโครงสร้างอย่างที่เห็นในของแข็ง ตกลงว่ามีคุณสมบัติอะไรบ้าง

that are affected by intermolecular forces? Well let's start with the melting point or

ที่เป็นผลจากแรงกำลังระหว่างโมเลกุล? ก็อาจจะเริ่มจากจุดหลอมเหลว

the boiling point. And so melting point is when you go from a solid to a liquid. And

หรือจุดเดือด อย่างจุดหลอมเหลวนี่ก็คือตอนที่เปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลว

so if there are greater forces, it's hard to get liquids to start to form. And boiling

และถ้ามีแรงระหว่างโมเลกุลมากๆ การเปลี่ยนเป็นของเหลวก็จะยากขึ้น

points is going to be these molecules actually jumping off into a gas. And so the greater

ส่วนจุดเดือดก็คือตอนที่โมเลกุลเหล่านี้เปลี่ยนสภาพเป็นกาซ และถ้าแรงระหว่างโมเลกุลมีมาก

those intermolecular forces are, the harder it is for it to move off. Surface tension

ก็จะทำให้ยากขึ้นที่โมเลกุลพวกนี้จะกระจายตัวกันออกไป

is going to be like a skin over a liquid. And so imagine down here that we're looking

ความตึงผิวก็จะคล้ายๆกับสภาพผิวหนังของของเหลว ลองดูในรูปนี้ที่มี

down at three drops of three different liquids. And those liquids are mercury, alcohol and

ของเหลวสามชนิด หยดลงบนพื้นผิว ของเหลวที่ว่านี่ก็มี ปรอท แอลกอฮอล์ แล้วก็น้ำ

water. Could you match them appropriately? Well mercury is going to have the greatest

คิดว่าพอจะเดาได้ไหมว่า อันไหนเป็นอันไหน? เราก็ต้องรู้ก่อนว่า ปรอทนั้น จะมี

intermolecular force. And so those are going to be right here. And water is going to be

แรงระหว่างโมเลกุลสูงที่สุด ก็หมายความว่าจะต้องเป็นหยดนี้ ส่วนน้ำนั้น ก็มีแรงน้อยลงมาหน่อย

next. And so it's going to form this nice bubble due to hydrogen bonding. And then alcohol

ก็จะพยายามคงรูปทรงเป็นอย่างที่เห็นด้วยแรงจากพันธะไฮโดรเจน จากนั้น ก็จะเป็นแอลกอฮอล์

is going to spread out. And so we can look at intermolecular forces. It's going to tell

ที่จะแผ่กระจายออกไปมากที่สุด ก็หมายความว่า เราสามารถเอาแรงระหว่างโมเลกุลนั้น มาช่วยบอกได้

us how much of that skin on the surface is going to form. Capillary action is going to

ว่าพื้นผิวของของเหลวเหล่านี้ จะแผ่กระจายออกไปมากน่อยแค่ไหน ส่วนแรงคาปิลลารีนั้น

be movement of a liquid up a tube. And so if we're looking at water, not only is water

จะเกี่ยวข้องในกรณีของการเคลื่อนของของเหลว สูงขึ้นไปตามหลอดเล็กๆ อย่างถ้าเริ่มที่น้ำก่อน น้ำนั้นไม่เพียงแต่

attracted to itself, we call that cohesion. But it's also going to be attracted to the

จะเกาะกันเองด้วยแรงโคฮีชัน (cohesion) เท่านั้น มันยังมีแรงดึงดูดกับ

tube that it's in. We call that adhesion. And the thinner we make that tube, the more

ผิวของหลอดที่เรียกว่าแอดฮีชัน (adhesion) ด้วย ยิ่งหลอดมีขนาดเล็กเท่าไร

the water is going to move up. And that's how water gets up a tree. There are really

น้ำก็จะเลื่อนสูงขึ้นเท่านั้น เป็นวิธีการเดียวกับที่พืชใช้ในการลำเลียงน้ำ โดยจะมี

tiny tubes called xylem that allow water to move up it. But if we were to look at something

หลอดเล็ก ๆ ที่เรียกว่า xylem ที่ช่วยให้น้ำถุกลำเลียงขึ้นไปได้ แต่ทีนี้ถ้าเรามาดูพวกสารอย่างปรอท

like mercury, it's attracted to itself, but it's not attracted to its surroundings. And

ซึ่งจะดึงดูดกับโมเลกุลของตัวเอง แต่ไม่มีแรงดึงดูดกับสิ่งที่อยู่รอบๆ

so it's actually going to move down in a capillary tube. Next is vapor pressure. And vapor pressure

เพราะงั้น เราก็จะเห็นมันเลื่อนต่ำลงไปในหลอด ถัดไปก็คือเรื่องความดันไอ

is measured in a closed system. So if we put a liquid in a closed system, it's going to

ซึ่งต้องวัดกันในระบบปิด โดยเราก็จะเอาของเหลวใส่ลงไปในระบบปิด

be the amount of pressure exerted by the gases. And so how are we going to get more gases

แล้วก็จะวัดปริมาณของความดันที่เกิดจากกาซนี้ แล้วกาซมาจากไหน?

there? They're going to jump from liquid to a gas stage. And so the higher that vapor

ก็แน่ละ ต้องมาจากการระเหยจากของเหลวมาเป็นกาซนั่นเอง และยิ่งถ้ามีความดันไอมากเท่าไร

pressure is, the more volatile that liquid is going to be. So alcohol for example is

ก็หมายความว่าแนวโน้มในการระเหยของของเหลวก็จะมีมากขึ้นเท่านั้น อย่างเช่นแอลกอฮอล์นี่

going to have high volatility. And that's because a lot of it is jumping out of this

ก็ถือว่ามีแนวโน้มในการระเหยสูง นั่นก็เพราะว่าโมเลกุลจำนวนมาก

liquid phase into the gas phase because there a low intermolecular forces. Miscibility you

เปลี่ยนสถานะจากของเหลวมาเป็นกาซได้เร็วเนื่องจากมีแรงระหว่างโมเลกุลต่ำ

can think of that as like mixability. How easy is it for two different materials to

สภาพการผสมเข้ากันได้ก็อย่างที่ชื่อบอก ก็คือความสามารถในการที่สารสองชนิดจะผสมเข้าด้วยกัน

mix together? Well you know that water and gasoline don't mix well. And the reason why

อย่างที่เรารู้กันอยู่ว่าน้ำกับน้ำมันนั้นจะไม่ผสมกันได้ดี เหตุผลสำคัญก็คือ

is that water is going to be polar and this gasoline is not. But water does mix readily

น้ำเป็นโมเลกุลมีขั้ว แต่น้ำมันไม่มีขั้ว แต่ว่าน้ำจะสามารถผสมเข้ากันได้ดี

with hydrochloric acid. And that's because the hydrochloric acid molecule is going to

กับกรดไฮโดรคลอริก นั่นก็เพราะว่าโมเลกุลของกรดไฮโดรคลอริค

be polar. And so these like charges are able to dissolve like charges and vice versa. Also

เป็นโมเลกุลมีขั้วเช่นกัน ก็คือว่าพวกที่มีขั้วจะละลายได้ดีในพวกที่มีขั้วเหมือนกัน พวกที่ไม่มีขั้วก็เช่นกัน

this explains why water is really really good at breaking down ionic compounds. And so this

นี่ยังสามารถช่วยอธิบายการที่น้ำสามารถละลายสารประกอบอิออนิคอย่างเช่นเกลือได้ดี

is salt. And salt is really high bonds in an ionic compound. But if you add water to

ที่จริงเกลือนั้นมีพันธะอิออนิคที่แข็งแรงมาก แต่ถ้ามีน้ำเข้ามาเกี่ยวข้อง

it it readily breaks apart. And the reason why is those chloride ions or the chlorine

พันธะอันนี้ก็จะแยกออกอย่างง่ายดาย เหตุผลก็มาจากการที่อิออนของคลอรีน

ions are going to have a negative charge. And the positive parts of the water are able

มีประจุเป็นลบ ทำให้ด้านที่เป็นบวกของน้ำสามารถเข้ามาเกาะอยู่รอบๆได้

to surround it. And if I had a sodium ion here, which is positive, then negative parts

และถ้าเป็นโซเดียมอิออน ซึ่งมีประจุเป็นบวก ส่วนที่เป็นลบของน้ำ

of the water are going to surround it. And that allows it to breakdown. When we get to

ก็จะมาเกาะอยู่รอบๆ เช่นกัน ทำให้พันธะอิออนิคแยกออกได้

gases remember we have ideal gases which can be explained using the ideal gas law where

มาถึงเรื่องของกาซ หวังว่ายังคงจำได้ว่ากาซในอุดมคตินั้น มีคุณสมบัติตามกฎของกาซในอุดมคติ

PV=nRT. And then we have real gases. Now an ideal gas is an imaginary model. And it assumes

ที่บอกว่า PV = nRT พอเอามาเทียบกับกาซจริง ก็ต้องเริ่มจากที่ต้องรู้ก่อนว่ากาซในอุดมคติเป็นแบบจำลอง

that there's no attraction between these molecules. That there's an infinite amount of space for

โดยมีสมมติฐานว่าไม่มีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล และพื้นที่ที่

these molecules to move around. But as we start to cool down those gases towards a liquid

โมเลกุลเหล่านี้จะเคลื่อนที่ไปนั้น มีไม่จำกัด พอเราเริ่มลดอุณหภูมิลง กาซเริ่มเปลี่ยนเป็นของเหลว

phase we start to get attraction, intermolecular attraction between these molecules. And also

ก็จะเริ่มมีแรงดึงดูดระหว่างกันขึ้น เป็นแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลเหล่านี้

we have a finite kind of a space. And so this law starts to fall apart. So if we were actually

และเนื่องจากพื้นที่จริงนั้นมีจำกัด กฎในอุดมคติจึงเริ่มใช้การไม่ได้อีกต่อไป ถ้าเราจะลองวาดกราฟดู

to graph it, PV over RT, for an ideal gas, if we graph it will always be one. But if

ค่า PV หารด้วย RT ของกาซในอุดมคติจะมีค่าเป็นหนึ่งเสมอ

we were to vary the temperature for a real gas, let's try nitrogen, at 1000 kelvin it

ทีนี้ พอเรามาเทียบกับกราฟของกาซจริงที่อุณหภูมิต่างๆ อย่างเช่นไนโตรเจน ที่ 1000 เคลวิน

would look like that. 500 it would look like that. And 200 it would look like that. Now

เราจะได้กราฟแบบนี้ ส่วนที่ 500 เคลวินก็จะเป็นอย่างนี้ และที่ 200 เคลวินก็จะได้อันนี้

the farther you are off that blue line, the farther you are off of an ideal gas. And so

ยิ่งผิดไปจากเส้นกราฟสีฟ้ามากเท่าไร ก็หมายความว่าผิดไปจากกาซในอุดมคติมากเท่านั้น

you can see that as we cool nitrogen down, as we get it closer towards that condensation

พวกเราจะเห็นได้ว่า เมื่ออุณหภูมิของไนโตรเจนต่ำลง กับเมื่อเข้าใกล้จุดควบแน่นมากขึ้น

point, that model of an ideal gas is falling apart. We could look at different gases at

แบบจำลองของกาซในอุดมคติก็จะใช้ไม่ได้อีกต่อไป เราอาจจะลองเทียบกาซชนิดต่างๆ ที่ 313 เคลวิน

313 K as well. Let's look at hydrogen versus nitrogen. You can see hydrogen is going to

ดูก็ได้ สมมติว่าเราจะเทียบไฮโดรเจนกับไนโตรเจน ก็จะเห็นได้ว่าไฮโดรเจนนั้น

be more like an ideal gas. And that has to do, that it's a smaller mass and it's going

จะมีลักษณะคล้ายกาซในอุดมคติมากกว่า นั่นก็เพราะการที่มีมวลน้อยกว่า ทำให้เคลื่อนที่ได้เร็วกว่า

to move more readily. It's also incredibly important in these intermolecular forces in

แรงระหว่างโมเลกุลยังมึความสำคัญอย่างยิ่งในระบบทางชีวภาพ

biological systems. And so this is an enzyme. An enzyme is basically a catalyst that breaks

อย่างที่เห็นในกรณีของเอนไซม์นี่ โดยที่เอนไซม์นั้นก็คือคะตะลิสต์ที่ทำหน้าที่สลายโมเลกุล

down a molecule. In this case this could be sucrase, or excuse me, sucrose which is sugar.

ซึ่งในที่นี้ก็คือซูเครส อ้อ โทษที ซูโครส ซึ่งเป็นน้ำตาลชนิดหนึ่ง

And it's broken down by sucrase. These intermolecular forces are incredibly important. It almost

ซึ่งสามารถย่อยได้ด้วยซูเครส และแรงระหว่างโมเลกุลก็จะมามีบทบาทสำคัญตรงนี้

has to fit in like a key inside a lock. And enzymes and almost everything in life that's

มันจะต้องเข้าไปจับกันพอดีเหมือนกับล็อคกุญแจ ทั้งนี้ เอนไซม์และเกือบทุกอย่างที่เกี่ยวเนื่องกับสิ่งมีชีวิต

important are made of proteins. And there are a huge intermolecular forces within this

ล้วนสร้างขึ้นจากโปรตีน ก็จะมีแรงระหว่างโมเลกุลขนาดใหญ่ ภายใน

giant macromolecule that hold it together and give it its characteristic space. And

โมเลกุลขนาดยักษ์ที่อันนี้ ที่ช่วยยึดโยงโครงสร้างเอาไว้ด้วยกัน ทำให้เกิดลักษณะหรือคุณสมบัติเฉพาะขึ้นมา

so did you learn the following two things. To explain observations regarding solubility

ลองมาทบทวนกันดูว่าเราเข้าใจสองเรื่องนี้แล้วหรือยัง คือเรื่องที่สามารถอธิบายสิ่งที่สังเกตได้จากการละลาย

of ionic compounds? Remember something like water, since it's polar can break apart those

ของสารประกอบไอออนิก? ถ้ายังจำได้ น้ำซึ่งเป็นโมเลกุลมีขั้วสามารถแยก

ions and kind of usher them away from the ionic compound. And then finally can you explain

อิออนออกมาจากสารประกอบอิออนิค กับอีกเรื่องที่สามารถอธิบาย

terms like vapor pressure, viscosity in terms of strength and type of intermolecular forces?

ความหมายของความดันไอ หรือความหนืดในแง่ของ ขนาดของแรงและประเภทของแรงระหว่างโมเลกุล?

We went through this list and it's all based on those attractions between the molecules.

เรื่องที่ได้กล่าวมาทั้งหมดแล้วนี้ ล้วนแต่มีความเกี่ยวโยงกับแรงดึงดูด ที่เกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลทั้งสิ้น

And I hope that was helpful.

ก็หวังว่าคงจะเป็นประโยชน์บ้าง