Τι είναι ο υβριδισμός του χλωριούχου βηρυλλίου (BeCl2);

Το βηρύλλιο είναι ένα γκρίζο μέταλλο που χρησιμοποιείται ως σκληρυντικός παράγοντας στη μεταλλουργία. Το χλωριούχο βηρύλλιο αποτελείται από βηρύλλιο και χλωρίδιο. Είναι καρκινογόνο και χρησιμοποιείται ως γονοτοξίνη. Ο υβριδισμός είναι η διαδικασία δημιουργίας μιας νέας υβριδικής δομής που συνδυάζει το ατομικό τροχιακό ενός στοιχείου. το σχηματιζόμενο υβρίδιο θα έχει διαφορετικό σχήμα και ενέργεια. Το χλωριούχο βηρύλλιο και ο χλωριούχος κασσίτερος έχουν παρόμοιο μοριακό τύπο. Το διχλωριούχο βηρύλλιο είναι sp υβριδισμένο και έχει γραμμική δομή, ενώ ο χλωριούχος κασσίτερος έχει καμπυλωτή δομή. Ας μελετήσουμε τον υβριδισμό και τα χαρακτηριστικά του μαζί με τον υβριδισμό με διχλωριούχο βηρύλλιο.

Υβριδισμός

Ο υβριδισμός είναι η διαδικασία δημιουργίας μιας νέας υβριδικής δομής που συνδυάζει το ατομικό τροχιακό ενός στοιχείου. το σχηματιζόμενο υβρίδιο θα έχει διαφορετικό σχήμα και ενέργεια. Οι ενώσεις με τον ίδιο μοριακό τύπο μπορεί να έχουν διαφορετικές δομές λόγω της διαφοράς στο ατομικό τροχιακό που γέμισαν. Έχει διαπιστωθεί ότι η χαμηλότερη ενεργειακή διαμόρφωση για ένα άτομο είναι αυτή που έχει τον μέγιστο αριθμό ασύζευκτων ηλεκτρονίων που επιτρέπεται από την αρχή Pauli σε ένα σύνολο τροχιών με την ίδια ενέργεια. Ο υβριδισμός μπορεί να εξηγήσει ένα μοριακό σχήμα. Με βάση τους τύπους τροχιακών, ο υβριδισμός μπορεί να είναι sp3, sp2, sp, sp3d, sp3d2, sp3d3.

Υβριδισμός Sp

Είναι ένας υβριδισμός στον οποίο εμφανίζονται το 50% των χαρακτήρων 's' και το 50% των χαρακτήρων 'p'. Είναι η ανάμειξη ενός s και ενός p τροχιακού ίσης ενέργειας. Ονομάζεται επίσης διαγώνιος υβριδισμός. Παραδείγματα περιλαμβάνουν τα BeCl2, BeF2, BeH2 και όλες τις ενώσεις άνθρακα που έχουν τριπλό δεσμό.

Διχλωριούχο βηρύλλιο

Το διχλωριούχο βηρύλλιο είναι μια άχρωμη ανόργανη ένωση. Χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη στην ηλεκτρόλυση βηρυλλίου και καταλύτης στην αντίδραση Friedel-Crafts. Το οξείδιο του βηρυλλίου είναι άνθρακας θερμικά ανάγεται για να σχηματίσει χλωριούχο βηρύλλιο.

Υβριδισμός χλωριούχου βηρυλλίου – σημειώσεις

Το βηρύλλιο έχει δύο ηλεκτρόνια σθένους και η ηλεκτρονική του διαμόρφωση είναι (1s2 2s2). Ένα από τα ηλεκτρόνια του 2s προωθήθηκε σε κενό τροχιακό 2p. Έτσι, στη διεγερμένη κατάσταση, η ηλεκτρονική διαμόρφωση του «Be» είναι 1s2 2s1 2p1. Το βηρύλλιο πρέπει να είναι γωνιακό εάν σχηματίζεται με το καθαρό τροχιακό του. Αλλά στη διεγερμένη κατάσταση, το άτομο βηρυλλίου υφίσταται υβριδισμό «sp» αναμειγνύοντας 2s και ένα τροχιακό 2p. Αυτά τα δύο μισογεμάτα τροχιακά σχηματίζουν δύο σ δεσμούς με το χλώριο. Επομένως το BeCl2 είναι αναγκαστικά γραμμικό, αφού δύο υβριδοποιημένες τροχιακές μορφές sp έχουν γωνία δεσμού 180°.

Αλλά στη στερεά κατάσταση, το διχλωριούχο βηρύλλιο υπάρχει ως πολυμερές. Επομένως ένα βηρύλλιο σχηματίζει έναν ομοιοπολικό δεσμό με δύο χλώριο και συντεταγμένους δεσμούς με δύο χλώριο. Παρουσιάζει υβριδισμό sp3 και είναι μια πολυμερής αλυσίδα στη δομή.

Υβριδισμός διχλωριούχου βηρυλλίου – ερωτήσεις

• Τι είναι ο υβριδισμός του διχλωριούχου βηρυλλίου σε αέρια κατάσταση;

Το βηρύλλιο έχει δύο ηλεκτρόνια σθένους και η ηλεκτρονική του διαμόρφωση είναι (1s2 2s2). Ένα από τα ηλεκτρόνια του 2s προωθήθηκε σε κενό τροχιακό 2p. Έτσι, στη διεγερμένη κατάσταση, η ηλεκτρονική διαμόρφωση του «Be» είναι 1s2 2s1 2p1. Το βηρύλλιο πρέπει να είναι γωνιακό εάν σχηματίζεται με το καθαρό τροχιακό του. Αλλά στη διεγερμένη κατάσταση, το άτομο του βηρυλλίου υφίσταται υβριδισμό «sp» αναμειγνύοντας 2s και ένα τροχιακό 2p. Αυτά τα δύο μισογεμάτα τροχιακά σχηματίζουν δύο σ δεσμούς με το χλώριο. Επομένως το BeCl2 είναι αναγκαστικά γραμμικό αφού δύο sp υβριδοποιημένες τροχιακές μορφές έχουν γωνία δεσμού 180°.

• Τι είναι ο υβριδισμός του διχλωριούχου βηρυλλίου σε στερεή κατάσταση;

Αλλά στη στερεά κατάσταση, το διχλωριούχο βηρύλλιο υπάρχει ως πολυμερές. Επομένως ένα βηρύλλιο σχηματίζει ομοιοπολικό δεσμό με δύο χλώριο και συντεταγμένους δεσμούς με δύο χλώριο. Παρουσιάζει υβριδισμό sp3 και είναι μια πολυμερής αλυσίδα στη δομή.

• Σχεδιάστε τη δομή του διχλωριούχου βηρυλλίου σε αέρια κατάσταση.

• Σχεδιάστε τη δομή του διχλωριούχου βηρυλλίου στη στερεά κατάσταση.

 Συμπέρασμα

Το διχλωριούχο βηρύλλιο είναι μια άχρωμη ανόργανη ένωση. Χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη στην ηλεκτρόλυση βηρυλλίου και καταλύτης στην αντίδραση Friedel-Crafts. Το οξείδιο του βηρυλλίου ανάγεται θερμικά από άνθρακα για να σχηματίσει χλωριούχο βηρύλλιο. Το βηρύλλιο πρέπει να είναι γωνιακό εάν σχηματίζεται με το καθαρό τροχιακό του. Αλλά στη διεγερμένη κατάσταση, το άτομο βηρυλλίου υφίσταται υβριδισμό «sp» αναμειγνύοντας 2s και ένα τροχιακό 2p. Αυτά τα δύο μισογεμάτα τροχιακά σχηματίζουν δύο σ δεσμούς με το χλώριο. Επομένως το BeCl2 είναι αναγκαστικά γραμμικό αφού δύο sp υβριδοποιημένες τροχιακές μορφές έχουν γωνία δεσμού 180°. Αλλά σε στερεά κατάσταση, το διχλωριούχο βηρύλλιο υπάρχει ως πολυμερές. Επομένως ένα βηρύλλιο σχηματίζει ομοιοπολικό δεσμό με δύο χλώριο και συντεταγμένους δεσμούς με δύο χλώριο. Παρουσιάζει έναν υβριδισμό sp3 και είναι μια πολυμερική αλυσίδα στη δομή.