Валентность и электронные состояния бериллия

Следующий элемент, бериллий, имеет два валентных электрона, причем оба они занимают 25-орбиталь, если атом находится в нормальном состоянии. Нормальный атом бериллия имеет электронно-точечный символ Ве и электронную конфигурацию ls 2s . Две расположенные рядом точки означают пару электронов с противоположными спинами, относящуюся к одной и той же орбитали. [c.117]

Бериллий. Для бериллия с электронной конфигурацией валентных электронов в основном состоянии 2з следует рассматривать его возбужденное состояние. [c.121]

ВАЛЕНТНОСТЬ И ЭЛЕКТРОННЫЕ СОСТОЯНИЯ БЕРИЛЛИЯ [c.14]

Электронное строение атома бериллия в газообразном состоянии — 15 25% Увеличение заряда ядра атома бериллия по сравнению с зарядом ядра атома лития наряду с тем, что 25-электроны только частично экранируют друг друга, приводит к двум эффектам 1) атом Ве имеет металлический радиус только 0,89 А, значительно меньше, чем в случае лития (1,22 А) 2) потенциалы ионизации Ве, 9,32 и 18,21 эв, гораздо большие, чем у Ы (5,39 эе), делают Ве значительно менее электроположительным, если рассматривать его хилшческие свойства в сравнении со свойствами Действительно, не существует никаких кристаллических соединений или растворов, в которых ионы Ве + существовали бы как таковые. Все соединения, строение которых было определено, даже соединения с наиболее электроотрицательными элементами, такие, как ВеО и ВеР.,, по крайней мере частично обладают ковалентным характером связи. Электронное строение атомов других элементов II группы (Mg, Са, 5г, Ва и Ка) подобно строению атома Ве. Однако больший размер этих ато.мов уменьшает влияние заряда ядра на валентные электроны. Так, их потенциалы ионизации ниже, чем у Ве они в основном более электроположительны, а ионная природа их соединений законо-.мерно возрастает в группе сверху вниз. [c.67]

Особенности химии магния. В отличие от бериллия магний не является кайносимметричным элементом, В невозбужденном состоянии два его валентных электрона находятся на Зз-орбитали. В силу этого ионизационные потенциалы магния меньше, чем бериллия, а потому соединения магния характеризуются большей долей ионности связи. Не случайно многие авторы относят магний к щелочноземельным металлам. По комплексообразовательной способности магний также уступает бериллию. Комплексы магния с органическими лигандами очень важны для жизнедеятельности живых организмов (например, хлорофилл) . Поэтому магний является одним из главных элементов бионеорганической химии. По металлохимическим свойствам магний также более близок к щелочно-земельным металлам. [c.129]

Можно было ожидать, что из-за насыщенности спинов валентность бериллия равна нулю. Однако электронные состояния, отвечающие в атоме бериллия главному квантовому числу п=2, не заполнены. Энергия возбуждения электрона из состояния 25 в состояние 2р не столь велика и может быть заимствована из энергии, освобождающейся при образовании химической связи Так возникает возбужденный атом бериллия Ве, т.е Ве (15)2(2з) (2р). Отсюда видно, что Ве имеет ва лентность, равную двум. Такой тип валентности, связан ный с переходом электрона на высшие уровни, называет [c.314]

Орбитали 0,, 02 воплощают идею о взаимодействии каждого валентного электрона в атоме бериллия с соответствующим ls-электроном в атоме водорода. Выбор угла а и был продиктован этими соображениями. При этом оказьшается, что локализованные на связях Ве—Н молекулярные орбитали со,, 02 представляют собой линейную комбинацию s—p гибридизованных атомных орбиталей бериллия и ls-вол-новых функций атома водорода. Такая конструкция МО напоминает соответствующее выражение (4.23) для LiH. На этом примере можно проследить возникновение понятия о валентном состоянии атома в пределах заданной молекулярной структуры. Первоначально это понятие было введено в квантовую химию в качестве априорного предполагалось, что проигрыш в энергии, связанный с возбуждением 2s 2р атома бериллия, будет в дальнейшем скомпенсирован вьшгрышем в энергии при формировании в данном примере двух химических связей Ве-Н. Отметим, что замена в определителе Слейтера орбиталей 2og, 1а их линейной комбинацией со,, 602 является вполне корректным преобразованием, переход же от со,, СО2 к со,, С02 представляет собой уже некоторую аппроксимацию. В литературе подробно изложено построение sp -и sp -гибридизованных орбиталей см. [9], [12], [20]. [c.229]

Для объяснения пространственной структуры молекул в ТВС используется постулат о так называемой гибридизации валентных орбиталей в данном атоме в процессе образования химических связей этого атома. Вывод о гибридизации валентных орбиталей при рассмотрении химических связей в рамках ТВС неизбежно следует из равноценности химических связей данного атома с одинаковыми другими атомами, несмотря на то что валентные электроны этого атома находятся в различных состояниях. Поясним сказанное. Возьмем для примера простую молекулу гидрида бериллия Н — Ве — Н. Один валентный электрон атома бериллия Ве находится в состоянии 2s, а другой — в сос- [c.159]

Следующий элемент, бериллий, имеет два валентных электрона, причем, если атом находится в нормальном состоянии, ба расположены [c.126]

Элементы подгруппы 1А имеют один валентный электрон поэтому их валентность может быть равной только единице. Элементы ПА подгруппы имеют два электрона с противоположными спинами, поэтому в стационарном состоянии их валентность равна нулю. Однако орбитали пр превышают по энергии орбитали пв не более чем на 200-250 кДж/моль, в то время как энергия одинарной ковалентной связи составляет 400-600 кДж/моль. Это приводит к распариванию электронов. Например, для атома бериллия это может быть записано в форме [c.233]

Из табл. 2 видно, что для основных электронных состояний числа валентности для бериллия (0) и бора (1), полученные непосредственно из первого постулата теории спин-валентности, совершенно не согласуются с принятыми в химии значениями чисел валентности атомов этих элементов в наиболее распространенных соединениях. Валентность для атома углерода (2) соответствует только одному из рядов соединений углерода. Как известно, в большинстве молекул, содержащих атом углерода, классическая теория строения приписывает ему число валентности, равное четырем. Аналогичные противоречия с числами валентности, принятыми ранее в классической теории строения, получаются и для атомов многих других элементов. [c.41]

Бериллий. Особенности бериллия. В нормальном состоянии оба валентных электрона бериллия находятся в состоянии 2 . При химическом взаимодействии атом бериллия возбуждается и один из 2, -электронов промотиру-ет на 2р-орбиталь. Появление одного электрона на кайносимметричной 2р-орби-тали определяет специфические особенности химии бериллия. Бериллий может проявлять максимальную ковалентность, равную 4 две связи по обменному механизму и д ве — по донорно-акцепторному. Первый потенциал и0низащ1и бериллия наибольший не только среди элементов ПА-группы, но больше /1 лития и бора. Для химии водных растворов бериллия аномально большое значение ионного потенциала играет особую роль Ве — 58,5 Mg2 — 27,3 Са — 19,2 8г2+ — 16,6 Ва2+ — 15,0. Наконец, бериллий проявляет диагональную аналогию с алюминием в большей мере, чем литий с магнием. [c.315]

Покажем это на нескольких примерах, число которых можно было бы значительно увеличить. Поскольку для основных электронных состояний атомов бериллия, бора и углерода теория спин-валентности получала числа валентности [c.43]

Особенности бериллия. В нормальном состоянии оба валентных электрона бериллия находятся в состоянии 2s. При химическом взаимодействии атом бериллия возбуждается и один из 25-электронов промотирует на 2/ -орбиталь. Появление одного электрона на кайносимметричной 2/7-орбитали определяет сиецифические особенности химии бериллия. Бериллий может проявлять максимальную ковалентность, равную 4 2 связи по обменному механизму и 2 — но донорио-акцеиторному. Первый потенциал ионизации бериллия наибольший не только среди элементов ПА-грунпы, но больше [c.125]

В табл. 22 указаны мультиплетность спектра различных элементов и их валентность в нормальном состоянии. Углерод бывает двухвалентным, но в большинстве соединений он четырехвалентен, бор в соединениях проявляет валентность 3, а бериллий 2. В данном случае имеется в виду валентность, определяемая числом непарных электронов атома в возбужденном состоянии. Возбуждение электрона достигается переводом его с одного подуровня на другой в пределах одного и того же уровня за счет затраты энергии извне. В табл. 23 указаны электронные конфигурации атомов 2-го периода в нормальном и возбужденном состояниях. [c.101]

Литий и бериллий, открывающие 2-й период, были вероятно, исключены из биохимической эволюции из-за того, что их химические свойства не вполне подходили к требованиям тонко сбалансированных систем клетки. Литий занимает особое положение он имеет наименьший -атомный радиус и, следовательно, наиболь ший ионизационный потенциал среди щелочных металлов. При отрыве от атома лития валентного электрона обнажается весьма устойчивая двухэлектронная оболочка. Ион Ы+ мало поляризуется под действием ионов, но весьма сильно сам поляризует другие ионы и молекулы. Малым ионным радиусом и, следовательно, сильным электрическим полем объясняется тот факт, что литий не образует устойчивых соединений с комплексными анионами. И, напротив. его карбонаты, фосфаты и фториды, в отличие от аналогичных соединений натрия и калия, труднорастворимы. Ион лития, имеющий наименьший среди щелочных металлов радиус, в водных растворах так сильно гидратирован, что его размер в гидратированном состоянии намного превышает радиусы гидратированных ионов Ыа+ и К+. Это препятствует Ь1+ проникать сквозь мембраны клетки и играть роль, которую играют ионы N3+ и К+. Однако, регулируя активность некоторых ферментов, он может влиять на ионный Ыа+—К+ баланс клетки. В повышенных концентрациях соединения лития — яд для организма. [c.177]

Основное состояние молекулы ВеНг определяем, заполняя валентными электронами наиболее устойчивые МО (см. рис. 40). Всего имеется четыре валентных электрона — два от бериллия (25)2 [5 д одному от каждого [c.106]

Рассматривая бериллий, магний и щелочноземельные металлы, следует учитывать, что с ростом главного квантового числа валентных электронов устойчивость и степень локализации в 5 р -состояния уменьшается, а в -состояния — увеличивается. Вследствие этого для бериллия и в меньшей степени для магния энергетически выгодны 5 5р-переходы, а для щелочноземельных металлов возникает вероятность -переходов, причем эта вероятность возрастает от кальция к барию для бария энергия возбуждения зй ниже энергии возбуждения р. Поэтому бериллий и магний образуют карбиды, близкие по типу к карбидам , р-элементов, а типичные щелочноземельные металлы при образовании карбидов ведут себя подобно переходным металлам, но с одновременным наложением ионной и ковалентной связи. [c.11]

При возбуждении атомов бериллия возникает валентная конфигурация электронов 25 2р. Если считать, что бериллий с хлором образует линейные молекулы С1—Ве —С1 с использованием гибридных ар-орбиталей атомов бериллия и р-орбиталей хлорл, то у атомов бериллия остаются по две вакантные 2р-орбитали. Действительно, экспериментально найдено, что хлорид бериллия ВеС1а имеет линейную структуру молекул только в газообразном состоянии,. когда молекулы можно считать независимыми друг от друга. В твердом же состоянии хлорид бериллия полимеризован и состоит из бесконечных цепей, в которых каждый атом бериллия связан тетраэдрически с четырьмя атомами хлора. При этом два атома хлора являются донорами они предоставляют одну из своих неподеленных пар электронов атомам бериллия, заполняющим свои вакантные 2р-орбитали. [c.160]

Донорно-акцепторное взаимодействие между молекулами часто обусловливает переход вещества из газового в жидкое и твердое агрегатное состояния. Например, в газовом состоянии дифторид бериллия находится в виде простых линейных молекул ВеРа. За счет свободных валентных орбиталей атома бериллия и несвязывающих (неподеленных) электронных пар атомов фтора между молекулами ВеРа возможно донорно-акцепторное взаимодействие. Эта возможность реализуется при понижении температуры молекулы ВеРа ассоциируются с образованием полимерной молекулы Ве Р п (рис. 65) [c.107]

Возбуждение требует затраты энергии, например, для грамм-атома бериллия она составляет 261,1 кдж. Так как в возбужденно-валентном 5р-состоянии оба электрона относятся к разному типу, то происходит гибридизация электронов В гибридном состоянии оба элек- [c.44]

Нередко электроны, участвующие в образовании химической связи, находятся в различных состояниях, например, один валентный электрон на 5-орбитали, другой — в р-состоянии и т. д. Так, возбужденный атом бериллия имеет один неспарепный электрон на 2з-орбитали, а другой — на 2р. Тогда в соединениях бериллия с одновалентными элементами, например в ВеСЬ, две связи не должны быть равноценными. Одна связь Ве—С1 должна быть хр-свя-зью, а другая — рр-связью. Последняя характеризуете большей прочностью, так как р-орбитали более вытянуты от ядра по сравнению с -орбиталями, а потому сильнее перекрываются с орбиталями других атомов. В то же время совокупность всех свойств мо- [c.104]

С увеличением атомного номера электрон 1з все сильнее притягивается ядром и группа электронов 1з занимает меньшую область пространства и прочнее связана с ядром. Так, группа электронов (15) связана в литии сильнёе, чем в гелии, и занимает меньшую область пространства, потому что атомный номер лития больше, чем номер гелия. Но электронное облако электрона (25) в литии значительно больше и сильнее размыто, чем электрона (15), подобно тому, как электронное облако (25)-состояния атома в водороде занимает больший объем, чем электронное облакй (1 )-состояния. Возрастание заряда ядра от +3е для лития до +4е для бериллия означает, что валентные электроны берилмя связаны более прочно, чем электроны лития, и потому электронное облако в атоме бериллия меньше, чем в атоме лития. Это общее положение. [c.31]

Нередко электроны, участвующие в образовании химической связи, находятся в различных состояниях, например один валентный электрон на -орбитали, другой — в р-состоянии и т.д. Так, возбужденный атом бериллия имеет один неспаренный электрон на 2 мзрбитали, а другой — на 2р. Тогда в соединениях бериллия с одновалентными элементами, например в ВеСГг, две связи не должны быть равноценными. Одна связь Ве—С1 должна быть я—р-связью, а другая р—р-связью. Последняя характеризуется большей прочностью, так как р-орбитали более вытянуты от ядра по сравнению с я-орбиталями, а потому сильнее перекрываются с орбиталями других атомов. В то же время совокупность всех свойств молекулы ВеСЬ (пар хлорида бериллия) свидетельствует, что обе связи Ве—С1 одинаково прочны и расположены под углом 180°, т.е. молекула ВеСЬ линейна. [c.79]

Перестройка электронного состояния происходит и при химическом соединении бериллия с другими атомами. Свободный атом бериллия имеет конфигурацию (ls) (25) . Валентное состояние атома бериллия (ls) (2ii) (2р) V определяется двумя внешними электронами, находящимися в состояниях, описывающихся двумя взаимно ортогональными, нормированныгЛи к единице иа сфере единичного радиуса, волновыми функциями [c.634]

Способ описания металлов, изложенный нами для лития, можно обобщить и применить к нещелочным металлам. Например, в атомах щелочноземельного металла бериллия, обладающего гексагональной плотно упакованной структурой с двенадцатью ближайшими соседями, сначала происходит возбуждение валентных электронов (2s)2 в состояние (2s)(2р), а затем— гибридизация. Остается, однако, не менее двух других незанятых 2р-орбиталей, которые могут служить металлическими орбиталями. Правда, в результате взаимодействия между нейтральной двухвалентной конфигурацией Be(2s)(2p) и отрицательной трехвалентной (2s)(2р) гибридизация не будет в точности диагональной, и надежно рассчитать ее затруднительно. Тем не менее таким путем достигается качественное понимание свойств бериллия и аналогичных ему металлов. [c.355]

Наиболее распространенной классификацией гидридов в настоящее время является подразделение их на ионные, металлические и ковалентные [13]. К ионным относятся гидриды щелочных металлов, щелочноземельных (Са, 8г, Ва) и лантаноидов в устойчивом двухвалентном состоянии (Ей, УЬ). Во всех этих случаях атомы водорода за счет валентных электронов металлов приобретают состояние отрицательного гидрид-иона Н (5 ) и типичный ионный характер связи между ионами металла и гидрид-ионом. Интересно, что магний образует гидрид М Н2 промежуточного типа между ионными и ковалентными, что совершенно естественно, так как сам магний занимает промежуточное положение между бериллием, являющимся из-за сильной склонности к образованию 7-конфигурации (за счет одноэлектронного хуо-перехода) типичным 51/7-элементом, и кальцием, представляющим -элемент с частичным участием -состояний из-за 4з -> Зй-перехода. К группе ионных гидридов относятся предположительно тригидриды лантаноидов (МеНз), точнее промежуточные фазы составов от МеНз до МеНз, образуемые, по-видимому, лантаноидами, имеющими М-электроны, способные к 5й- б5-переходу (Ьа, 0(1, Ьи, возможно, ТЬ), однако несомненно, что в этих случаях наряду с ионной компонентой связи появляется некоторая доля металлической связи за счет -электрона. Определенная доля ионной связи имеется в гидридах меди и цинка, где существует возможность передачи части валентных -электронов атому водорода с образованием гидрид-иона. [c.4]

Донорно-акцепторное взаимодействие между молекулами часто обусловливает переход вещества из газового в жидкое и твердое агрегатные состояния. Например, в газовом состоянии фторид бериллия находится в виде простых линейных молекул Вер2. За счет свободных валентных орбиталей атома бериллия и неподеленных электронных пар атомов фтора между молекулами ВеРг возможно донорно-акцепторное взаимодействие. Эта возможность реализуется при понижении температуры молекулы ВеРг ассоциируются с образованием полимерной молекулы Ве Рг . Процесс сопровождается переходом атомов Ве в зр -, а атомов Р в 5 5-гибридное состояние, т. е. возникает тетраэдро-линейная координация атомов (рис. 61). [c.104]

Теперь рассйотрим дигидрид бериллия BeHj, у которого четыре валентных электрона (два от атома Ве и по одному от атомов Н) занимают МО симметрии Ме и Alu- Таким образом, ВЗМО имеет симметрию Alu, а НСМО — Ей- В соответствии с правилом симметрии Пирсона, определяем произведение (Лi ) ( ). Оно равно, как мы уже знаем, Eg, что отличается от симметрии нормальных колебаний, изгибающих молекулу. Следовательно, молекула ВеНа должна в нормальном состоянии сохранять симметрию D h-Возьмем другой пример — молекулу воды. Если бы она была линейна, то ее восемь валентных электронов разместились бы по энергетическим уровням так [c.83]

Поскольку -валентности дают особенно прочные атомные связи, при образовании соединений атомы используют всякую возможность для образования д-состояний. Гибридизация валентностей происходит всегда, когда при переходе из основного состояния в валентное одновременно происходит превращение атомных з-, р- и -электронов в валентные электроны. Отсюда понятно, что трехвалентный бор [в ВР,, ВС1з, В(ОН).,, В(СНз),]и двухвалентный бериллий [в Ве СзН,) ] также дают (/-валентности. [c.37]

Как уже было сказано, молекула ВеСЦ имеет линейную конфигурацию, а в молекуле А1С1з все атомы расположены в одной плоскости и угол между химическими связями равен 120°. Такая геометрия молекул характерна для соединений, находящихся в газообразном состоянии. При переходе в твердое состояние геометрическое строение этих молекул резко меняется. Рассмотрим такое изменение на следующем примере. В пределах валентной оболочки атом бериллия имеет две вакантные орбитали,- которые стремятся заполниться электронами [c.108]

В компактном состоянии (в виде слитка, бруска, пластинки и т. п.) металлы главных подгрупп периодической системы имеют белый серебристый цвет (см. табл. 4) исключение составляют цезий — золотистого цвета, бериллий — светло-серого цвета, альфа-олово и германий — матово-белые вещества. В топкопзмельченном состоянии большинство металлов имеют темно-серый или черный цвета (их валентные электроны полностью поглощают излучение видимой области спектра). [c.21]

В возбужденном состоянии атом Ве имеет уже два неспаренных электрона (их называют валентными электронами) и может образовать две ковалентные связи по обменному механизму. Валентность Ве равна двум. Квантово-механические расчеты показывают, что энергия, необходимая для перехода атома Ве в возбужденное состояние, с избытком компенсируется энергией, выделяющейся при образовании двух связей. Бериллий, располагая еще двумя вакантными 2р-А0, может образовать дополнительно две ковалентные связи по донорно-акцепторному механизму, например в анионах [Вер4] или [Ве(0Н)4] . Валентность Ве в этом случае будет равна четырем, но его степень окисления остается равной (+П). [c.72]

В результате такого расположения гибридных облаков молекулы состава AXg, где А является центральным атомом, имеют линейную конфигурацию, т. е. ядра всех взаимодействующих атомов располагаются на одной прямой. Например, находятся в состоянии sp-гибридизации валентные электронные орбитали атома бериллия в линейной молекуле Be l2 (рис. 11.11). Линейную конфигурацию вследствие sp-гибридизации валентных электронных орбиталей имеют также молекулы BeBrg, Be( Hg)2, Zn l2, СО2 и ряд других. [c.167]

Металлическое состояние. В образовании металлической связи у 8 -металлов участвуют по два валентных электрона от каждого атома, а не по одному, как это имеет место у щелочных металлов. Вследствие этого 8 -металлы имеют гораздо более высокие температуры плавления и кипения, а также плотность и таердость.ДТо твердости бериллий не отличается от ста-дйГ а барий — от свинца. В отличие от щелочных металлов элементы ПА-подгруппы имеют кристаллические решетки разных типов, поэтому у них нет такой однозначной зависимости физических свойств от размеров атомов (металлических радиусов) и зарядов ядер, которая характерна для щелочных металлов. [c.288]

На рис. 270 сопоставлены АЯ образования газообразных насыщенных гидридов и ( л оридов из атомов элементов второго периода в расчете на 1 моль. Формулы в обоих рядах одинаковы по следующим причинам для гидридов, в качестве решающего фактора служит переход от числа наличных электронов в атоме к числу электронных вакансий, т. е. от степеней окисления к степеням восстановления для фторидов ход формул зависит только от числа валентных электронов во внешних оболочках фторируемых атомов, т. е. только от степеней окисления. После бериллия, бора и углерода (способных к возбуждению всех своих внешних электронов до валентного состояния с гибридными конфигурациями, соответственно sp, sp и sp ) — в ряду стоят атомы N, О и F, испытывающие энергетические затруднения при аналогичных возбуждениях до высших степеней. Это затруднение поясняет график на рис. 252. Длина стрелок в случаях атомов N, О и F свидетельствует об очень больших энергиях возбуждения. [c.302]

Иное происходит при превращении плотных гексагональной или кубической упаковок в ОЦК структуру. Повышение температуры сопровождается не только увеличением энергии тепловых колебаний атомов, но и увеличением энергии электронов внешней оболочки ионов. В металлической решетке, где внешние электроны положительных ионов сильно возбуждены вследствие возмущающего действия соседних атомов, сравнительно небольшой прирост температуры может быть достаточным для наступления перекрытия и обменного взаимодействия внешних р -оболо-чек ионов, не перекрывающихся при низких температурах. Это приводит к переходу плотных низкотемпературных модификаций в высокотемпературные ОЦК структуры у натрия, бериллия, кальция, стронция, скандия, иттрия, всех лантаноидов, титана, циркония, гафния, таллия, актиния, тория, плутония и америция. По той же причине происходит превращение ГЦК у- Мп и у-Ре в ОЦК 8-модификации. Такой переход в эрбии, тулии, прометии, актинии был предсказан [57, 60] до его экспериментального подтверждения [116]. В результате повышения температуры разрушаются двухэлектронные ковалентные связи и образуются ионы с внешними р -оболочками, а следовательно, и ОЦК высокотемпературные модификации у урана, нептуния. Таким образом, повышение температуры сначала приводит к разрушению направленных двухэлектронных связей, сопровождающемуся переходом валентных электронов в свободное состояние и образованием плотных упаковок. При дальнейшем повышении температуры, вследствие перекрывания ортогональных р -оболочек, появляются ОЦК высокотемпературные модификации. [c.202]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология