הכלאה של בריליום. הכלאה בתרכובות בריליום

ה תורת האוקטט קובע שכדי אטום של יסוד כימי יהיה יציב, עליו לרכוש את התצורה האלקטרונית של גז אצילי, כלומר, עליו להיות שמונה אלקטרונים בקליפת הערכיות או שני אלקטרונים אם האטום כולל רק את מעטפת האלקטרונים הראשונה. (K).

לבריליום יש מספר אטומי השווה ל -4. לכן, לאטום שלך 4 אלקטרונים וההפצה האלקטרונית שלו במצב הקרקע ניתנת על ידי:

_{תצורה אלקטרונית של בריליום}

משמעות הדבר היא כי לבריליום יש 2 אלקטרונים בקליפתו האחרונה, שהם ממשפחת 2A (מתכות אדמה אלקליין). לפיכך, תהיה לה הנטייה לתרום את שני האלקטרונים הללו, ולקבל את המטען 2+, כלומר, תהיה לו הנטייה ליצור קשרים יוניים.

עם זאת, נצפה כי אטומי בריליום יוצרים קשרים קוולנטיים, עם שיתוף אלקטרונים, כפי שמוצג במתחם שנוצר להלן, בריליום הידריד (BeH₂):

יצירת קשרים קוולנטיים של בריליום עם מימן

שים לב שבמקרה זה בריליום יציב עם פחות משמונה אלקטרונים בקליפת הערכיות שלו מכיוון שה- לחלוק את האלקטרונים שלה כמו אטומי מימן, עכשיו יש לה ארבעה אלקטרונים האחרונים שלה שִׁכבָה. זהו, אם כן, א חריג לכלל האוקטט.

אך קשירה קוולנטית מתרחשת בדרך כלל מכיוון שלאלמנט יש מסלולים לא שלמים. לדוגמה, כפי שמוצג להלן, למימן יש מסלול לא שלם, ולכן הוא יוצר רק קשר קוולנטי אחד. לחמצן שני מסלולים לא שלמים ויוצר שני קשרים קוולנטיים. לחנקן, בתורו, יש שלושה מסלולים לא שלמים וכתוצאה מכך הוא יוצר שלושה קשרים קוולנטיים:

^{הפצות אלקטרוניות של מימן, חמצן וחנקן}

עם זאת, כפי שכבר הראה, לבריליום אין אורביטלים שלמים.

אז למה זה יוצר קשרים קוולנטיים?

ההסבר נמצא ב תורת ההכלאה, שאומר את זה כאשר אלקטרון ממסלול מקבל אנרגיה, הוא "קופץ" למסלול ריק חיצוני ביותר, להישאר במצב נרגש וכך מתרחש מיזוג או ערבוב של אורביטלים אטומיים שלמים, מייצר מסלולים היברידיים המקבילים זה לזה ושונים מהמסלולים הטהורים המקוריים.

לדוגמא, במקרה של בריליום, אלקטרון ממפלס משנה 2 מקבל אנרגיה ועובר למסלול תת-מדרגה 2p שהיה ריק:

מצב בריליום נרגש להיווצרות אורביטלים היברידיים

באופן זה, לבריליום שני מסלולים לא שלמים, היכולים ליצור שני קשרים קוולנטיים.

שים לב כי מסלול אחד נמצא ברמת משנה "s" והשני נמצא ב- "p", ולכן הקישורים שבריליום יבצע צריכים להיות שונים. עם זאת, זה לא מה שקורה, כי עם התופעה של הַכלָאָה, אורביטלים שלמים אלה שנוצרו יתערבבו וייצרו שני אורביטלים הנקראים כלאיים אוֹ הכלאה, ששווים זה לזה. יתר על כן, מכיוון ששני מסלולים היברידיים אלה הגיעו ממסלול "s" ומסלול "p", אנו אומרים כי הכלאה זו היא מהסוג sp:

היווצרות הכלאה של בריליום

מכיוון שהאורביטלים ההיברידיים זהים, גם הקשרים הקוולנטיים שיוצר בריליום עם אטומי המימן יהיו זהים:

חדירות של אורביטלי בריליום היברידיים עם אורביטלים של מימנים

שים לב שהוא יוצר אז שני קשרי סיגמה שהם מסוג s-sp (σ_s-sp).

מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hibridizacao-berilio.htm