สารประกอบอนินทรีย์ (Inorganic Compound)

สารประกอบอนินทรีย์ (Inorganic Compound) 

สารประกอบอนินทรีย์ (inorganic compound) เป็นกลุ่มสารที่ไม่มีองค์ประกอบหลักเป็นคาร์บอน (C) และมักจะประกอบด้วยธาตุอื่น ๆ เช่น โลหะ อโลหะ หรือก๊าซเฉื่อย ความเชื่อแต่เดิม สารประกอบอนินทรีย์ เป็นสารเคมีที่ไม่ได้เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต ซึ่งสารประกอบอนินทรีย์มักไม่มีพันธะเชื่อมระหว่างอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจน ถึงแม้สารประกอบอนินทรีย์จะมีอยู่มากมายแต่เทียบไม่ได้กับจำนวนของสารประกอบ อินทรีย์ที่มีอยู่ในโลก สารประกอบคาร์บอนเกือบทั้งหมดถูกจัดให้เป็นสารประกอบอินทรีย์แต่ก็มีบางตัว ถูกกำหนดชัดเจนว่าเป็นสารประกอบอนินทรีย์ เช่น 

คาร์บอนมอนอกไซด์(carbon monoxide) 

คาร์บอนไดออกไซด์(carbon dioxide) 

คาร์บอเนต(carbonate) 

แต่ปัจจุบันเราสามารถสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ได้มากมายโดยสารประกอบเหล่านี้ไม่เคยอยู่ในสิ่งมีชีวิตเลย เช่น ยา (drug) และ พลาสติก (plastic) ในขณะที่สารประกอบอนินทรีย์มากมายที่มีความจำเป็นและอยู่ในสิ่งมีชีวิต (life) เช่น โซเดียมคลอไรด์ (sodium chloride-common salt) , กรดคาร์บอนิก (carbonic acid) , สารประกอบฟอสเฟต (phosphate) , สารประกอบเหล็ก (iron) การศึกษาสารประกอบโลหะในสิ่งมีชีวิตเรียกว่าไบโออนินทรีย์เคมี (bioinorganic chemistry) 

ลักษณะและประเภทของสารประกอบอนินทรีย์ 

สารประกอบอนินทรีย์สามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่าง ๆ ได้ดังนี้: 

1. ออกไซด์ (Oxides): 

   สารประกอบที่ประกอบด้วยออกซิเจนและธาตุอื่น เช่น น้ำ (H₂O) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ซึ่งมีบทบาทสำคัญในกระบวนการทางเคมีและทางชีวภาพ 

2. เกลือ (Salts): 

   ผลิตจากปฏิกิริยาระหว่างกรดและเบส เช่น โซเดียมคลอไรด์ (NaCl) ที่เป็นเกลืออาหาร ซึ่งมีความสำคัญในด้านการปรุงอาหารและการรักษาสุขภาพ 

3. กรด (Acids): 

   สารที่สามารถให้โปรตอน (H⁺) ในสารละลาย เช่น กรดซัลฟูริก (H₂SO₄) และกรดไฮโดรคลอริก (HCl) ซึ่งมีการใช้งานในอุตสาหกรรมต่าง ๆ และในการวิจัย 

4. เบส (Bases): 

   สารที่สามารถรับโปรตอน เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) เบสมักใช้ในการทำความสะอาดและในกระบวนการเคมี 

5. สารประกอบที่มีโลหะ (Metal Compounds): 

   สารประกอบที่ประกอบด้วยโลหะ เช่น โลหะทรานซิชัน ซึ่งมีความสำคัญในอุตสาหกรรมและเทคโนโลยี 

ปฏิกิริยาเคมีในสารอนินทรีย์มีด้วยกัน 4 ชนิดคือ: 

1. ปฏิกิริยาการรวมกัน (combination reaction) 

   ปฏิกิริยาการรวมตัวหรือที่เรียกอีกอย่างว่าปฏิกิริยาสังเคราะห์ คือ ปฏิกิริยาที่สารสองชนิดขึ้นไปรวมกันเพื่อสร้างสารชนิดใหม่ ปฏิกิริยาการรวมตัวอาจเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า ปฏิกิริยาสังเคราะห์  

   รูปแบบทั่วไปของปฏิกิริยาการรวมตัวมีดังนี้ : 

A + B → AB 

ตัวอย่าง ปฏิกิริยาการรวมตัวของธาตุสองชนิดที่รวมตัวกันเพื่อสร้างสารประกอบ โลหะโซเดียม(ของแข็ง)ทำปฏิกิริยากับคลอรีน(แก๊ส) จนได้โซเดียมคลอไรด์ (ของแข็ง) 

2 NA( s ) + Cl2( g ) → 2 NaCl ( s )

ปฏิกิริยานี้สามารถจำแนกได้ว่าเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ (redox reaction)เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชัน โซเดียมเปลี่ยนจากสถานะออกซิเดชัน 0 เป็น +1 ในขณะที่คลอรีนเปลี่ยนจาก 0 เป็น +1 - 1 

สังเกตว่าเพื่อที่จะเขียนและสมดุลสมการได้อย่างถูกต้อง จำเป็นต้องจำองค์ประกอบทั้งเจ็ดที่มีอยู่ในธรรมชาติในรูปแบบโมเลกุลไดอะตอมิก (H2,N2,O2,F2,Cl2,Br2, และI2) 

2. ปฏิกิริยาการสลายตัว (Decomposition Reactions) 

   ปฏิกิริยาการสลายตัว คือ ปฏิกิริยาที่สารประกอบสลายตัวไปเป็นสารที่ง่ายกว่า โดยแตกเป็นสองชนิดหรือมากกว่า  

   รูปแบบทั่วไปของปฏิกิริยาการสลายตัวมีดังนี้: 

AB → A + B 

Note: ปฏิกิริยาการสลายตัวส่วนใหญ่ต้องอาศัยพลังงานในรูปของความร้อน แสง หรือไฟฟ้า ปฏิกิริยาสลาย

ตัวที่ง่ายที่สุด คือ เมื่อสารประกอบไบนารีสลายตัวเป็นธาตุต่างๆ เช่น ออกไซด์ของปรอท (II) ซึ่งเป็นของแข็ง

สีแดง จะสลายตัวเมื่อได้รับความร้อนจนเกิดก๊าซปรอทและออกซิเจน 

2 HgO ( s ) → 2 Hg ( l ) + O2 ( g ) 

Note: สารประกอบไบนารี (Binary compounds) คือ สารประกอบที่ประกอบด้วยธาตุเพียง 2 ชนิด 

ถึงแม้ว่าสลายตัวแล้วยังคงมีลักษณะเป็นสารประกอบก็ตาม ยังคงเรียกว่า ปฏิกิริยาการสลายตัวได้

เช่น คาร์บอเนตโลหะสลายตัวเป็นออกไซด์โลหะและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ตัวอย่างเช่น แคลเซียม

คาร์บอเนตสลายตัวเป็นแคลเซียมออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ 

CaCO3 ( s ) → CaO ( s ) +CO2 ( g ) 

ไฮดรอกไซด์ของโลหะจะสลายตัวเมื่อได้รับความร้อนจนได้ออกไซด์ของโลหะและน้ำ โซเดียมไฮดรอกไซด์จะ

สลายตัวจนได้โซเดียมออกไซด์และน้ำ 

2NaOH ( s ) →Na2O( ส) +H2O ( g ) 

3. ปฏิกิริยาการแทนที่ตำแหน่งเดียว (single displacement reaction) และปฏิกิริยาการแทนที่สองครั้ง (Double-Replacement Reactions)

   ปฏิกิริยาการแทนที่ตำแหน่งเดียว คือ ปฏิกิริยาที่ธาตุหนึ่งแทนที่ธาตุหนึ่งที่มีความคล้ายคลึงกันในสารประกอบ  

   รูปแบบทั่วไปของปฏิกิริยาการสลายตัวมีดังนี้: 

A + BC → AC + B 

ในปฏิกิริยาทั่วไปนี้ ธาตุ Aเป็นโลหะและแทนที่ธาตุ B ซึ่งเป็นโลหะในสารประกอบด้วย เมื่อธาตุที่เข้าแทนที่

เป็นธาตุที่ไม่ใช่โลหะ ธาตุนั้นจะต้องเข้ามาแทนที่ธาตุที่ไม่ใช่โลหะอีกชนิดหนึ่งในสารประกอบ  

รูปแบบทั่วไปของปฏิกิริยาการสลายตัวมีดังนี้: 

Y + XZ → XY + Z 

Y เป็นอโลหะและแทนที่อโลหะ Z ในสารประกอบด้วย X  

แมกนีเซียมเป็นโลหะที่มีปฏิกิริยามากกว่าทองแดง เมื่อนำแท่งโลหะแมกนีเซียมไปวางในสารละลาย

คอปเปอร์ (II) ไนเตรตในน้ำ แมกนีเซียมจะเข้าไปแทนที่ทองแดง ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาคือแมกนีเซียมไน-

เตรตในน้ำและโลหะทองแดงแข็ง 

Mg ( s ) + Cu(NO3)2 ( aq ) → Mg(NO3)2( aq ) + Cu( s ) 

Note: โลหะหลายชนิดทำปฏิกิริยากับกรดได้ง่าย และเมื่อทำปฏิกิริยาดังกล่าว ผลิตภัณฑ์อย่างหนึ่งของ

ปฏิกิริยาดังกล่าวก็คือก๊าซไฮโดรเจน สังกะสีทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกเพื่อผลิตสังกะสีคลอไรด์และ

ไฮโดรเจนในน้ำ 

Zn ( s ) + 2HCl ( aq ) → ZnCl2 ( aq ) + Cu ( s ) 

  ปฏิกิริยาการแทนที่สองครั้ง คือ ปฏิกิริยาที่ไอออนบวกและไอออนลบของสารประกอบไอออนิกสองชนิดแลก

เปลี่ยนตำแหน่งกันเพื่อสร้างสารประกอบใหม่สองชนิด  

รูปแบบทั่วไปของปฏิกิริยาการแทนที่สองครั้งมีดังนี้:  

AB + CD → AD + CB  

ในปฏิกิริยานี้ A และ C เป็นไอออนบวกที่มีประจุบวก ในขณะที่ B และ D เป็นไอออนลบที่มีประจุลบ ปฏิกิริยา

การแทนที่สองครั้งโดยทั่วไปเกิดขึ้นระหว่างสารในสารละลายในน้ำ เพื่อให้เกิดปฏิกิริยา ผลิตภัณฑ์อย่างหนึ่ง

มักจะเป็นตะกอนของแข็ง ก๊าซ หรือสารประกอบโมเลกุล เช่น น้ำ 

ตะกอนจะเกิดขึ้นในปฏิกิริยาการแทนที่สองครั้งเมื่อไอออนบวกจากสารตั้งต้นชนิดหนึ่งรวมตัวกับไอออนลบ

จากสารตั้งต้นอีกชนิดหนึ่งเพื่อสร้างสารประกอบไอออนิกที่ไม่ละลายน้ำ เมื่อสารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด์

ในน้ำและตะกั่ว (II) ไนเตรตผสมกัน จะเกิดปฏิกิริยาต่อไปนี้ 

2KI ( aq ) + Pb(NO3)2 ( aq ) → 2KNO3 ( aq ) + PbI2 ( s ) 

4. ปฏิกิริยาการเผาไหม้ (Combustion Reactions) 

   ปฏิกิริยาการเผาไหม้ คือ ปฏิกิริยาที่สารทำปฏิกิริยากับก๊าซออกซิเจน โดยปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปของแสงและความร้อนปฏิกิริยาการเผาไหม้ต้องเกี่ยวข้องกับ O2 เป็นสารตั้งต้นชนิดหนึ่ง การเผาไหม้ก๊าซไฮโดรเจนจะก่อให้เกิดไอน้ำ 

2H2(g)+O2(g)+2H2O(g) 

Note: สังเกตว่าปฏิกิริยานี้ยังจัดเป็นปฏิกิริยาการรวมกันด้วย 

ปฏิกิริยาการเผาไหม้จำนวนมากเกิดขึ้นกับไฮโดรคาร์บอน ซึ่งเป็นสารประกอบที่ประกอบด้วยคาร์บอนและ

ไฮโดรเจนเท่านั้น ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ไฮโดรคาร์บอนมักจะเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ไฮโดรคาร์บอน

จำนวนมากถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงเนื่องจากการเผาไหม้จะปลดปล่อยพลังงานความร้อนจำนวนมาก โพรเพน

(C3H8) เป็นไฮโดรคาร์บอนที่เป็นก๊าซ ซึ่งนิยมนำมาใช้เป็นแหล่งเชื้อเพลิงในเตาปิ้งย่างแก๊ส 

C3H8 ( g ) + 5O2 ( g ) → 3CO2 ( g ) + 4H2O ( g ) 

สารประกอบอนินทรีย์มีบทบาทสำคัญในหลายด้าน เช่น: 

• ในอุตสาหกรรม: ใช้ในการผลิตสารเคมีต่าง ๆ อุปกรณ์และวัสดุ เช่น กระจก เซรามิก และโลหะ 

• ในสิ่งแวดล้อม: มีบทบาทในการทำให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่ส่งผลต่อคุณภาพน้ำและอากาศ 

• ในการเกษตร: สารประกอบอนินทรีย์หลายชนิดถูกใช้เป็นปุ๋ย เพื่อเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร 

• ในร่างกาย: ธาตุอนินทรีย์ เช่น แคลเซียม (Ca) และเหล็ก (Fe) มีความสำคัญต่อการทำงานของร่างกายและสุขภาพ 

  
  

คุณสมบัติของสารประกอบอนินทรีย์ 

• ไม่มีโครงสร้างคาร์บอน-คาร์บอน (C-C) หรือคาร์บอน-ไฮโดรเจน (C-H): ซึ่งทำให้แตกต่างจากสารประกอบอินทรีย์ 

• จุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง: สารประกอบอนินทรีย์มักมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดที่สูงกว่าสารประกอบอินทรีย์ 

• ความสามารถในการนำไฟฟ้า: สารประกอบอนินทรีย์ที่เป็นเกลือเมื่ออยู่ในรูปของอิออนสามารถนำไฟฟ้าได้ดี

สรุป 

สารประกอบอนินทรีย์เป็นส่วนสำคัญของโลกเคมีและมีบทบาทที่หลากหลายในการดำเนินชีวิตประจำวัน ตั้งแต่การผลิตวัสดุ การเกษตร ไปจนถึงการรักษาสุขภาพ ความเข้าใจในสารประกอบอนินทรีย์ช่วยให้เราสามารถใช้ประโยชน์จากสารเหล่านี้ในหลายด้านอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น 

แหล่งที่มา:

คลังความรู้ SciMath LibreTexts Chemistry