Как метод валентных связей (ВС) объясняет линейное строение молекулы BeCl2 и тетраэдрическое СН4? (Решение → 2030)

Заказ №38813

108. Как метод валентных связей (ВС) объясняет линейное строение молекулы BeCl2 и тетраэдрическое СН4?

Решение:

Представления метода валентных связей позволяют объяснить геометрию многих молекул. 1. Линейное строение молекулы хлорида бериллия Образование молекулы хлорида бериллия молекуле BeCl2 вполне понятно из электронного строения атомов бериллия и хлора, которое изображается формулами Льюиса: Электронная конфигурация валентной оболочки бериллия 2s2 . Для реакции с двумя атомами хлора необходим переход электронов бериллия в возбужденное состояние: Рис.5.1 – Схема образования хлорида бериллия Если бы один атом хлора связывался с бериллием за счет 2s-электрона бериллия, а другой - за счет 2p-электрона бериллия, то связи Be—Cl не были бы равноценными. Однако, на самом деле обе связи имеют одинаковую длину, прочность и расположены под углом 180о . Чтобы объяснить равноценность связей Be—Cl, говорят об sp-гибридизации валентных атомных орбиталей бериллия, при которой одна s-орбиталь и одна p-орбиталь (они обведены овалом на орбитальной диаграмме), как бы смешиваются и выравниваются по форме и энергии, давая две одинаковые sp-гибридные орбитали (рис. 5.1). Рис. 5.2 – Схема образования sp-гибридизация валентных орбиталей бериллия в соединении BeCl2. Каждая гибридная орбиталь несимметрична (вытянута в сторону от ядра). Обе гибридные орбитали бериллия лежат на одной прямой (рис.5.2) Считается, что благодаря sp-гибридизации молекула BeCl2 имеет линейную форму и все три ее атома находятся на одной прямой, а обе связи Be—Cl совершенно одинаковы. Такова геометрия и у всех других sp - гибридизованных молекул - независимо от элементов, которые входят в эти молекулы. 2. Тетраэдрическое строение метана Молекула СН4 состоит из одного атома углерода и четырёх атомов водорода, между которыми возникают четыре ковалентные связи. Образование молекулы метана СН4 понятно из электронного строения атома углерода и водорода, которое изображается формулами Льюиса: Атом углерода в возбуждённом состоянии имеет четыре неспаренных электрона, один из них на s-орбитали и три на р - орбиталях (рис.5.3):