Key Takeaways
การทำความเข้าใจเลขออกซิเดชัน (O.N.) ซึ่งเป็นประจุสมมติตามค่าความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอน (EN) คือกุญแจสำคัญในการปลดล็อกคะแนนบทเคมีไฟฟ้า โดยการจัดกลุ่มกฎเกณฑ์การหาค่า O.N. ออกเป็น 4 หมวดหมู่หลัก (ธาตุอิสระ, สารประกอบ, ไอออน และอนุมูลกลุ่มยอดฮิต) จะช่วยจัดระเบียบความคิดให้คำนวณได้เร็วขึ้นและลดความผิดพลาดลงได้มากกว่าครึ่ง ขณะเดียวกัน สำหรับโจทย์ประยุกต์ที่มีความซับซ้อนสูง การหันมาวิเคราะห์ประจุรายอะตอมผ่านโครงสร้างลิวอิสแบบเส้นแทนการคิดค่าเฉลี่ย จะเป็นเครื่องมือสำคัญที่ช่วยป้องกันการโดนข้อสอบหลอกได้อย่างแม่นยำที่สุด
Table of Contents
1. เลขออกซิเดชัน (Oxidation Number) คืออะไร?
ทำความเข้าใจค่า EN (Electronegativity) ตัวกำหนดประจุสมมติ
ลองจินตนาการว่าอะตอมของธาตุต่าง ๆ มารวมตัวกันเพื่อสร้างสารประกอบ พวกมันจะต้องมีการแชร์อิเล็กตรอนร่วมกัน (ในพันธะโคเวเลนต์) หรือมีการให้อิเล็กตรอน (ในพันธะไอออนิก) เลขออกซิเดชัน (Oxidation Number หรือ O.N.) ก็คือ “ประจุไฟฟ้าสมมติ” ที่กำหนดขึ้นบนอะตอมนั้น ๆ โดยตั้งสมมติฐานว่า “ให้อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะแก่ธาตุที่มีความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนสูงกว่าทั้งหมด”
ตัวกำหนดคือค่า EN (Electronegativity) หรือความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะนั่นเอง
- อะตอมที่มีค่า EN สูงกว่า จะดึงอิเล็กตรอนเข้าหาตัวเองเสมือนว่าได้รับอิเล็กตรอนเพิ่ม จึงแสดงเลขออกซิเดชันเป็น ลบ (-)
- อะตอมที่มีค่า EN ต่ำกว่า จะโดนแย่งอิเล็กตรอนไปเสมือนสูญเสียอิเล็กตรอนจึงแสดงเลขออกซิเดชันเป็น บวก (+)
2. กฎ 4 หมวดหมู่ในการหาเลขออกซิเดชัน (ถอดรหัสกฎเหล็กเคมี)
เพื่อความง่ายและเป็นระบบในการทำความเข้าใจวิชาเคมี เราสามารถสรุปเกณฑ์และวิธีการหาเลขออกซิเดชันออกเป็น 4 หมวดหมู่หลัก ซึ่งครอบคลุมทุกรูปแบบของธาตุและสารประกอบในธรรมชาติ โดยมีกฎเหล็กที่ต้องจำไว้ขึ้นใจก่อนว่า “เลขออกซิเดชันมีค่าเป็นจำนวนเต็มบวก จำนวนเต็มลบ หรือเศษส่วนก็ได้” ดังนี้
หมวดที่ 1: ธาตุอิสระ (Elements)
- กฎข้อที่ 1:เลขออกซิเดชันของธาตุอิสระทุกชนิด (ไม่ว่าจะอยู่ในรูปอะตอมเดี่ยว หรือโมเลกุลที่มีธาตุชนิดเดียวเกาะกันเอง) เท่ากับ 0 เสมอ
- ตัวอย่าง:
,
,
,
,
,
ธาตุเหล่านี้ทั้งหมดมีค่า O.N. = 0
- ตัวอย่าง:
หมวดที่ 2: สารประกอบ (Compounds)
- กฎข้อที่ 2: ผลรวมของเลขออกซิเดชันของทุกอะตอมในสารประกอบที่เป็นกลางทางไฟฟ้า เท่ากับ 0
- ตัวอย่าง: ในโมเลกุลน้ำ (
) ผลรวมของ O.N. ของ
2 ตัว และ
1 ตัว รวมกันต้องเท่ากับ 0
- ตัวอย่าง: ในโมเลกุลน้ำ (
- กฎข้อที่ 3: ธาตุหมู่ IA, IIA และ IIIA ในสารประกอบ จะมีเลขออกซิเดชันคงที่เสมอ คือ +1, +2 และ +3 ตามลำดับ
- ตัวอย่าง:
ใน
มีค่า O.N. = +1 |
ใน
มีค่า O.N. = +2
- ตัวอย่าง:
- กฎข้อที่ 4: ธาตุฟลูออรีน (
) เมื่ออยู่ในสารประกอบใด ๆ จะมีเลขออกซิเดชันเป็น -1 เสมอ เนื่องจากเป็นธาตุที่มีค่า EN สูงที่สุดในตารางธาตุ ไม่มีใครแย่งอิเล็กตรอนจากมันได้
- กฎข้อที่ 5:เลขออกซิเดชันของไฮโดรเจน (
) ในสารประกอบทั่วไปมีค่าเท่ากับ +1
- ข้อยกเว้นสำคัญ: เมื่อ
ไปสร้างพันธะกับโลหะ เกิดเป็น สารประกอบไฮไดรด์ของโลหะ (Metal Hydrides) เช่น
,
ตัวไฮโดรเจนจะมีเลขออกซิเดชันเป็น -1 เนื่องจากโลหะมี EN ต่ำกว่าไฮโดรเจน
- ข้อยกเว้นสำคัญ: เมื่อ
- กฎข้อที่ 6: ในสารประกอบโคเวเลนต์ ธาตุที่มีค่า EN สูงกว่า จะมีเลขออกซิเดชันเป็นลบ ส่วนธาตุที่ EN ต่ำกว่าจะเป็นบวก
- กฎข้อที่ 7:เลขออกซิเดชันของออกซิเจน (
) ในสารประกอบส่วนใหญ่มีค่าเท่ากับ -2
- ข้อยกเว้นสำคัญ:
- สารประกอบเปอร์ออกไซด์ (เช่น
,
)
จะมี O.N. = -1
- สารประกอบซูเปอร์ออกไซด์ (เช่น
)
จะมี O.N. = -1/2
- สารประกอบกับฟลูออรีน (
) เนื่องจาก
มี EN สูงกว่า
จึงทำให้
มี O.N. = +2
- สารประกอบเปอร์ออกไซด์ (เช่น
- ข้อยกเว้นสำคัญ:
หมวดที่ 3: ไอออน (Ions)
- กฎข้อที่ 8: ผลรวมของเลขออกซิเดชันของทุกอะตอมในกลุ่มไอออน จะต้องเท่ากับประจุของไอออนนั้น ๆ
- ตัวอย่าง: ในซัลเฟตไอออน (
) ผลรวม O.N. ของ
และ
ทั้ง 4 ตัว ต้องเท่ากับ -2
- ตัวอย่าง: ในซัลเฟตไอออน (
หมวดที่ 4: อนุมูลกลุ่มที่ควรทราบ (Common Polyatomic Ions)
- กฎข้อที่ 9: กลุ่มอนุมูลกลุ่มเหล่านี้มีประจุเฉพาะตัวที่เสถียรและออกข้อสอบบ่อยมาก การจำประจุรวมของกลุ่มเหล่านี้ได้ จะช่วยให้เราหา O.N. ของอะตอมกลางตัวอื่นได้รวดเร็วขึ้นโดยไม่ต้องแกะทีละตัว:
- กลุ่มประจุ -1:
- ไนเตรต (
), ไนไตรต์ (
)
- คลอเรต (
), เปอร์คลอเรต (
)
- ไฮดรอกไซด์ (
), ไซยาไนด์ (
)
- อะซิเตต (
), เปอร์แมงกาเนต (
)
- ไนเตรต (
- กลุ่มประจุ -2:
- ไทโอซัลเฟต (
), คาร์บอเนต (
)
- ซัลเฟต (
), ซัลไฟต์ (
)
- ไฮโดรเจนฟอสเฟต (
), แมงกาเนต (
)
- ซูเปอร์ออกไซด์ไอออน (
), เปอร์ออกไซด์ไอออน (
)
- ไทโอซัลเฟต (
- กลุ่มประจุ -3: ฟอสเฟต (
)
- กลุ่มประจุ +1: แอมโมเนียม (
)
- กลุ่มประจุ +2: เมอร์คิวรี(I) ไอออน (
)
- กลุ่มประจุ -1:
💡 เทคนิคการคำนวณเลขออกซิเดชันด้วยสมการคณิตศาสตร์
หากเราต้องการหา O.N. ของธาตุแทรนสิชันหรือธาตุกลางที่เราไม่คุ้นเคย ให้ตั้งสมการคณิตศาสตร์โดยอ้างอิงจากกฎข้อที่ 2 และ 8 เป็นหลัก
ตัวอย่าง: จงหาเลขออกซิเดชันของ ในโพแทสเซียมไดโครเมต(
)
- สารนี้เป็นสารประกอบที่เป็นกลางทางไฟฟ้า ดังนั้นผลรวม O.N. = 0 (ตามกฎข้อ 2)
- เรารู้ว่า
อยู่หมู่ IA มี O.N. = +1 (ตามกฎข้อ 3) และ
มี O.N. = -2 (ตามกฎข้อ 7)
- กำหนดให้ O.N. ของ
เป็น
จากนั้นตั้งสมการ:
คำตอบ:เลขออกซิเดชันของ ใน
มีค่าเท่ากับ +6
3. การหาเลขออกซิเดชันจากโครงสร้างโมเลกุล (Advanced เทคนิค)
ในข้อสอบแข่งขันอย่าง สอวน. เคมี หรือข้อสอบเข้ามหาวิทยาลัยระดับยาก การคำนวณจากสูตรโมเลกุลตรง ๆ บางครั้งอาจทำให้เราสับสน หรือได้แค่ค่า “เลขออกซิเดชันเฉลี่ย” ซึ่งไม่สะท้อนโครงสร้างและประจุของอะตอมแต่ละตัวอย่างแท้จริง การหาจาก โครงสร้างลิวอิส (Lewis Structure) จึงเป็นเครื่องมือที่ดีที่สุด
ขั้นตอนการวิเคราะห์เลขออกซิเดชันจากโครงสร้างลิวอิส (Lewis Structure)
- เขียนโครงสร้างแบบเส้น แสดงพันธะเดี่ยว พันธะคู่ หรือพันธะสามของโมเลกุลให้สมบูรณ์
- เปรียบเทียบค่า EN ระหว่างอะตอมคู่ร่วมพันธะทุกคู่ โดยไล่เรียงลำดับ EN จากสูงไปต่ำที่ต้องจำ:
- กำหนดเกณฑ์การแบ่งอิเล็กตรอน (Bookkeeping) ดังนี้:
- พันธะที่เกิดจากธาตุชนิดเดียวกัน (เช่น
): ถือว่าไม่มีใครแย่งใคร ค่าประจุสมมติที่ได้จากพันธะนี้จะเป็น 0 เสมอ
- พันธะเดี่ยวระหว่างธาตุต่างชนิดกัน (
โดย
มี EN สูงกว่า): อะตอม
จะดึงอิเล็กตรอนไปประจุเป็น -1 ส่วน
โดนดึงไป ประจุเป็น +1
- พันธะคู่ (
): ธาตุที่ EN สูงกว่าได้คะแนน -2 ธาตุที่ EN ต่ำกว่าได้ +2
- พันธะสาม (
): ธาตุที่ EN สูงกว่าได้คะแนน -3 ธาตุที่ EN ต่ำกว่าได้ +3
- พันธะที่เกิดจากธาตุชนิดเดียวกัน (เช่น
- รวมคะแนนประจุที่อะตอมแต่ละตัวได้รับในโมเลกุลทั้งหมด นั่นคือเลขออกซิเดชันที่แท้จริง
ตัวอย่างการวิเคราะห์: โครงสร้างของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (
)
หากเขียนโครงสร้างแบบเส้นจะได้เป็น:
- พันธะระหว่าง
(ซ้าย):
มี EN สูงกว่า
จึงดึงอิเล็กตรอนไป ทำให้
ได้ -1 และ
ได้ +1
- พันธะระหว่าง
(กลาง): เนื่องจากเป็นอะตอมชนิดเดียวกัน ค่า EN เท่ากัน จึงไม่มีการแย่งอิเล็กตรอน คะแนนจากพันธะนี้เป็น 0
- พันธะระหว่าง
(ขวา):
ดึงอิเล็กตรอนไป ทำให้
ได้ -1 และ
ได้ +1
- สรุป: ออกซิเจนแต่ละตัวมีเลขออกซิเดชันเท่ากับ
ซึ่งสอดคล้องกับข้อยกเว้นในกฎข้อที่ 7 นั่นเอง
4. ตะลุยแนวข้อสอบเลขออกซิเดชัน ม.ปลาย & TCAS พร้อมเฉลยละเอียด
เพื่อให้พร้อมลงสนามสอบจริง เรามาลองทดสอบความเข้าใจกับแนวโจทย์ 3 ระดับความยากกันครับ!
โจทย์ข้อที่ 1: การหาเลขออกซิเดชันทั่วไป (ระดับพื้นฐาน)
คำถาม: ธาตุฟอสฟอรัส () ในสารประกอบหรือไอออนในข้อใดมีเลขออกซิเดชันสูงที่สุด?
ก. ข.
ค. ง.
เฉลยวิธีคิดอย่างละเอียด:
- ก.
:
ตั้งสมการ: - ข.
:
ตั้งสมการ: - ค.
: พันธะระหว่าง
กับ
นั้น
มี EN สูงกว่า
เล็กน้อย ดังนั้น
ตั้งสมการ: - ง.
: ไฮโดรเจนมี O.N. = +1 ตั้งสมการ:
- สรุป: คำตอบที่มีค่าสูงสุดคือ ก. ซึ่งมีเลขออกซิเดชันของ
เท่ากับ +5 นั่นเองครับ
โจทย์ข้อที่ 2: สารประกอบเชิงซ้อนและการหาประจุไอออน (ระดับประยุกต์)
คำถาม: จงหาเลขออกซิเดชันของเหล็ก () ในสารประกอบเชิงซ้อน
เฉลยวิธีคิดอย่างละเอียด:
- สังเกตและวิเคราะห์โครงสร้างสาร สารประกอบนี้เป็นกลางทางไฟฟ้า ผลรวม O.N. ทั้งหมด = 0
- แยกส่วนที่เรารู้ประจุแน่นอนออกมาก่อน:
- โพแทสเซียม (
) อยู่หมู่ IA มี O.N. = +1 จำนวน 3 อะตอม รวมเป็น +3
- ลิแกนด์ ไซยาไนด์ (
) จัดเป็นอนุมูลกลุ่มตามกฎข้อ 9 มีประจุเป็น -1 จำนวน 6 กลุ่ม รวมเป็น -6
- โพแทสเซียม (
- ตั้งสมการหาค่าของ
(ให้เป็น
):
คำตอบ:เลขออกซิเดชันของใน
คือ +3
5. สรุปภาพรวมและคำแนะนำในการสอบ
การหาเลขออกซิเดชัน ไม่ใช่เรื่องของการนั่งท่องจำแบบสุ่มสี่สุ่มห้า แต่เป็นเรื่องของการเข้าใจอย่างเป็นระบบผ่าน กฎ 4 หมวดหมู่หลัก และ โครงสร้างโมเลกุล เมื่อใดที่น้อง ๆ แม่นยำในกฎพื้นฐานเหล่านี้ การดุลสมการเคมีไฟฟ้ารวมถึงปฏิกิริยารีดอกซ์ในข้อสอบ TCAS ก็จะกลายเป็นเรื่องง่ายทันที
เทคนิคสำคัญที่พี่อยากฝากไว้ก่อนสอบคือ “ห้ามลืมตัวข้อยกเว้นเด็ดขาด” โดยเฉพาะไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ () และสารประกอบไฮไดรด์โลหะ เพราะนี่คือจุดยอดฮิตที่ผู้ออกข้อสอบมักจะนำมาใช้เป็น “กับดัก” คะแนนของนักเรียน!
เรียนเคมี ม.ปลาย กับ OnDemand
ถ้าจับหลักการจำและการวิเคราะห์เลขออกซิเดชันได้อย่างถูกต้อง ข้อสอบวิชาเคมีก็ไม่ใช่เรื่องน่ากลัวอีกต่อไป แต่ถ้าเรียนที่โรงเรียนแล้วยังรู้สึกตามไม่ทัน หรืออยากได้สูตรลัดและเทคนิคการมองโจทย์ให้ขาดได้รวดเร็ว
OnDemand พร้อมช่วยให้น้อง ๆ เตรียมความพร้อมด้านการเรียน การสอบด้วยคอร์สเรียน วิชาเคมี ม.ปลาย โดย OnDemand ซึ่งสอนโดยทีมอาจารย์ผู้เชี่ยวชาญ ช่วยให้เข้าใจเนื้อหาได้ง่ายขึ้น ปูพื้นฐาน เพิ่มความมั่นใจก่อนสอบ เพิ่มคะแนนในห้องเรียน ไปจนถึงการสอบเข้าระดับมหาวิทยาลัย
สอบถามรายละเอียดคอร์สเรียนเพิ่มเติม
- Add Line:Ondemand Education
- โทรศัพท์: 02-251-9456 (08.00-20.00 น.)
6. คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับเลขออกซิเดชัน (FAQs)
Q: เลขออกซิเดชันสามารถเป็นเศษส่วนได้หรือไม่?
A: สามารถเป็นได้ แต่ค่าที่เป็นเศษส่วนนั้นจะเป็น “เลขออกซิเดชันเฉลี่ย” ของธาตุชนิดเดียวกันในโมเลกุลนั้น เช่น ในไอออนไทโอซัลเฟต เมื่อคำนวณตามกฎปกติจะได้เลขออกซิเดชันเฉลี่ยของกำมะถัน (
) เป็น
แต่แท้จริงแล้วในโครงสร้างมี
ตัวหนึ่งมีประจุเป็น
และอีกตัวเป็น
ซึ่งเฉลี่ยกันแล้วได้
นั่นเอง
Q: เลขออกซิเดชันกับประจุไอออนิก (Ionic Charge) ต่างกันอย่างไร?
A: ประจุไอออนิกคือประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากการย้ายที่ของอิเล็กตรอนจริง ๆ ในพันธะไอออนิก (เช่น หรือ
) ส่วนเลขออกซิเดชันเป็น “ค่าสมมติ” ที่เขียนขึ้นเพื่อความสะดวกในการนับอิเล็กตรอน ซึ่งสามารถนำไปใช้ได้กับทั้งสารประกอบโคเวเลนต์ที่มีการแชร์อิเล็กตรอน และสารประกอบไอออนิกทั่วไปครับ
Q: ทำไมธาตุแทรนสิชันถึงมีเลขออกซิเดชันได้หลายค่ามาก?
A: เนื่องจากธาตุแทรนสิชันมีอิเล็กตรอนในวงนอกสุด (Valence electrons) และระดับพลังงานย่อย (d-subshell) ซึ่งมีพลังงานใกล้เคียงกันมาก ทำให้พวกมันสามารถสูญเสียอิเล็กตรอนจากทั้งสองระดับชั้นพลังงานเพื่อสร้างพันธะได้ในหลายรูปแบบ ส่งผลให้เกิดเลขออกซิเดชันที่หลากหลาย เช่น แมงกานีส (
) สามารถมีเลขออกซิเดชันตั้งแต่
ไปจนถึงสูงสุดคือ

ทีมวิชาการและแนะแนวการศึกษา OnDemand | OnDemand Academic & Career Advisory Team
ทีมพี่ ๆ ติวเตอร์ที่มีความเชี่ยวชาญด้านวิทย์-คณิต และการเตรียมสอบ TCAS (TGAT, TPAT, A-Level) ประสบการณ์กว่า 18 ปี พร้อมดูแลน้อง ๆ ในสไตล์แบบ “”พี่สอนน้อง”” ที่เน้นความเข้าใจจริง เทคนิคทำโจทย์แม่นยำ เป็นพาร์ตเนอร์ทางการศึกษาที่น่าเชื่อถือของน้อง ๆ และผู้ปกครอง


