โมเลกุลไฮเพอร์เวเลนต์

โมเลกุลไฮเพอร์เวเลนต์ (อังกฤษ: hypervalent molecule) หมายถึง โมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมของธาตุหมู่หลักอย่างน้อย 1 อะตอมที่มีอิเล็กตรอนในชั้นเวเลนซ์มากกว่า 8 ตัวอย่างโมเลกุลไฮเพอร์เวเลนต์ ได้แก่ ฟอสฟอรัสเพนตะคลอไรด์ (PCl₅) ซัลเฟอร์เตตระฟลูออไรด์ (SF₄) ซัลเฟอร์เฮกซะฟลูออไรด์ (SF₆) ซีนอนเตตระฟลูออไรด์ (XeF₄) เป็นต้น

ฟอสฟอรัสเพนตะคลอไรด์ ตัวอย่างหนึ่งของโมเลกุลไฮเพอร์เวเลนต์

นิยามและการเรียกชื่อ

ไฮเพอร์เวเลนซีตามนิยามของ IUPAC

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

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

สัญกรณ์ N-X-L

การเรียกชื่อโดยใช้สัญกรณ์ N-X-L ถูกใช้ครั้งแรกในปี ค.ศ.1980 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

การเรียกชื่อตามกลุ่มสารประกอบ

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

ดูเพิ่ม

• เวเลนซ์
• พันธะโคเวเลนต์
• พันธะเคมี

อ้างอิง

1. A. D. McNaught; A. Wilkinson, บ.ก. (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.