Beryllium hybridisering. Hybridisering i berylliumforbindelser

DE Oktettteori sier at for at et atom av et kjemisk element skal være stabilt, må det tilegne seg den elektroniske konfigurasjonen av edelgass, det vil si at den må ha åtte elektroner i valensskallet eller to elektroner hvis atomet bare har det første elektronskallet. (K).

Beryllium har et atomnummer lik 4. Derfor har atomet ditt 4 elektroner, og dets elektroniske fordeling i grunntilstand er gitt av:

_{Beryllium elektronisk konfigurasjon}

Dette betyr at beryllium har 2 elektroner i sitt siste skall, fra 2A-familien (jordalkalimetaller). Dermed vil det ha en tendens til å donere disse to elektronene, og få ladningen 2+, det vil si at den vil ha en tendens til å danne ioniske bindinger.

Imidlertid observeres det at berylliumatomer lager kovalente bindinger, med elektrondeling, som vist i forbindelsen dannet nedenfor, berylliumhydrid (BeH₂):

Dannelse av kovalente bindinger av beryllium med hydrogen

Merk at beryllium i dette tilfellet er stabilt med mindre enn åtte elektroner i valensskallet, fordi dele sine elektroner som hydrogenatomer, har den nå fire elektroner i sin siste lag. Det er derfor en

unntak fra oktettregelen.

Men kovalent binding skjer vanligvis fordi elementet har ufullstendige orbitaler. For eksempel, som vist nedenfor, har hydrogen en ufullstendig bane, så det danner bare en kovalent binding. Oksygen har to ufullstendige orbitaler og lager to kovalente bindinger. Nitrogen har i sin tur tre ufullstendige orbitaler og gir derfor tre kovalente bindinger:

^{Elektroniske fordelinger av hydrogen, oksygen og nitrogen}

Som allerede vist har beryllium imidlertid ikke ufullstendige orbitaler.

Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)

Så hvorfor lager det kovalente bindinger?

Forklaringen er i hybridiseringsteori, som sier det når et elektron fra en bane mottar energi, "hopper" den til en ytterste tomme bane, holder seg i den opphissede tilstanden og dermed forekommer fusjon eller blanding av ufullstendige atomorbitaler, genererer hybrid orbitaler som tilsvarer hverandre og er forskjellige fra de opprinnelige rene orbitalene.

For eksempel når det gjelder beryllium, mottar et elektron fra undernivå 2s energi og overføres til et undernivå 2p orbital som var tom:

Beryllium opphisset tilstand for dannelse av hybrid orbitaler

På denne måten har beryllium to ufullstendige orbitaler, som er i stand til å lage to kovalente bindinger.

Merk at den ene orbitalen er i et "s" undernivå og den andre er i "p", så bindinger som beryllium ville utføre, burde være forskjellige. Dette er imidlertid ikke det som skjer, for med fenomenet hybridisering, disse ufullstendige orbitalene som dannes vil blande seg, og generere to orbitaler kalt hybrider eller hybridisert, som er like hverandre. Videre, siden disse to hybridorbitalene kom fra en "s" orbital og en "p" orbital, sier vi at denne hybridiseringen er av typen sp:

Beryllium sp hybridiseringsformasjon

Siden hybridorbitalene er de samme, vil de kovalente bindingene som beryllium lager med hydrogenatomene også være de samme:

Interpenetrasjoner av hybrid beryllium orbitaler med s orbitaler av hydrogener

Merk at det da lager to sigma-obligasjoner som er av typen s-sp (σ_s-sp).

Av Jennifer Fogaça
Uteksamen i kjemi