Binden zonder edelgasconfiguratie

Binden zonder edelgasconfiguratie Wanneer atomen bindingen vormen met andere atomen, doen ze dit om de stabiele edelgasconfiguratie te verkrijgen. De edelgasconfiguratie of octetstructuur is de toestand waarbij een atoom 8 elektronen rond zich heeft. Deze elektronen zijn zowel de bindingselektronen als de eventueel aanwezige vrije elektronen. Er zijn echter ook atomen die bij binden deze edelgasconfiguratie nooit zullen bereiken of zullen overschrijden.

Atomen die de edelgasconfiguratie nooit zullen bereiken

Beryllium

De elektronenconfiguratie van beryllium is 1s2 2s2. Alle vier de elektronen bevinden zich binnen een bolvormig s-orbitaal. Twee bevinden zich op de eerste hoofdschil en de andere twee bevinden zich op de tweede hoofdschil, wat hier ook de buitenste hoofdschil is. De twee buitenste elektronen zijn de valentie-elektronen. Om de edelgasconfiguratie te bekomen, zou Beryllium deze twee elektronen kunnen afgeven. Dit gebeurt echter nooit. Ook zou Beryllium 6 elektronen naar zich toe kunnen trekken. Ook dit strookt niet met de realiteit. In werkelijkheid wendt het berylliumatoom zijn twee valentie-elektronen aan om twee bindingen te vormen, bijvoorbeeld met twee fluoratomen ter vorming van BeF2. Om met twee fluoratomen te kunnen binden, moet beryllium twee ongepaarde elektronen ter beschikking hebben. Hiervoor kan één van de 2s-elektronen worden gepromoveerd naar een hoger subenergieniveau 2p. Dit zou echter leiden tot twee ongelijke Be-F bindingen, één binding via 2s en eentje via 2p. In realiteit zijn beide bindingen echter volledig identiek. Dit kan alleen worden verklaard door een hybridisatie tussen het 2s en het 2p orbitaal. Hieruit ontstaan twee identieke sp1-orbitalen. Deze orbitalen zijn georiënteerd t.o.v. elkaar in een hoek van 180°.

grondtoestand berylliumgrondtoestand beryllium
aangeslagen toestand berylliumaangeslagen toestand beryllium
sp<SUP>1</SUP> hybridisatie van berylliumsp1 hybridisatie van beryllium
sp<SUP>1</SUP>-gehybridiseerd Be-atoomsp1-gehybridiseerd Be-atoom

Boor

De elektronenconfiguratie van boor is 1s2 2s2 2p1. Twee valentie-elektronen bevinden zich op subniveau 2s en 1 valentie-elektron zit op subniveau 2p. Om de edelgasconfiguratie te kunnen bereiken, zou boor drie elektronen kunnen afgeven of 5 elektronen naar zich toe kunnen trekken. In werkelijkheid zal boor geen van beide scenario’s volgen. Boor wendt zijn drie valentie-elektronen aan om drie bindingen te vormen, bijvoorbeeld met drie fluoratomen ter vorming van BF3. Om met drie fluoratomen te kunnen binden, moet boor over drie ongepaarde elektronen beschikken. Hiervoor kan één van de 2s-elektronen worden gepromoveerd naar een hoger subenergieniveau 2p. Dit zou echter leiden tot twee gelijke B-F bindingen en 1 ongelijke binding, één binding via 2s en twee bindingen via 2p. In realiteit zijn de drie bindingen echter volledig identiek. Dit kan alleen worden verklaard door een hybridisatie tussen het 2s en de twee 2p orbitalen. Hieruit ontstaan drie identieke sp2-orbitalen. Deze orbitalen zijn georiënteerd t.o.v. elkaar in hoeken van 120°.

grondtoestand boorgrondtoestand boor
aangeslagen toestand booraangeslagen toestand boor
sp<SUP>2</SUP> hybridisatie van boorsp2 hybridisatie van boor
sp<SUP>2</SUP> gehybridiseeerd boor-atoomsp2 gehybridiseeerd boor-atoom

De bindingen met fluor

De elektronenconfiguratie van fluor is 1s2 2s2 2p5. Fluor heeft dus zeven valentie-elektronen. Om de edelgasconfiguratie te verkrijgen, kan het een elektron opnemen. Door te binden met een beryllium- of booratoom kan het gebruik maken van één van hun ongepaarde elektronen om de stabiele edelgasconfiguratie te verkrijgen. De overige valentie-elektronen van fluor vormen de vrije doubletten rond fluor.

grondtoestand fluorgrondtoestand fluor
sp<SUP>3</SUP> hybridisatie van fluorsp3 hybridisatie van fluor
sp<SUP>3</SUP> gehybridiseerd fluor-atoomsp3 gehybridiseerd fluor-atoom

BeF<SUB>2</SUB>BeF2
BF<SUB>3</SUB>BF3

Atomen die de edelgasconfiguratie zullen overschrijden

Fosfor

Fosfor bezit 3 ongepaarde valentie-elektronen op het 3p subniveau. Fosfor kan echter met vijf atomen binden, bijvoorbeeld in PCl5. Dit kan verklaard worden door de promotie van een 3s-elektron naar het 3d subniveau en een daaropvolgende hybridisatie van het 3s-, de drie 3p-orbitalen en het 3d-orbitaal ter vorming van 5 gelijke orbitalen die elk 1 ongepaard elektron bevatten waarmee het fosforatoom kan binden met de 5 chlooratomen.

3s2 3p3→ 3s1 3p3 3d1

Zwavel

Zwavel heeft slechts 2 ongepaarde valentie-elektronen op het 3p subniveau. Zwavel kan echter 6 bindingen aangaan met bijvoorbeeld 6 chlooratomen ter vorming van SCl6. Dit kan verklaard worden door de promotie van een 3s-elektron en en een gepaard 3p-elektron naar het 3d subniveau en een daaropvolgende hybridisatie van het 3s-orbitaal, de drie 3p- en de 2d-orbitalen ter vorming van 6 gelijke orbitalen die elk 1 ongepaard elektron bevatten waarmee het zwavelatoom kan binden met de 6 chlooratomen.

3s2 3p4 → 3s1 3p4 3d2
© 2020 Guust2016, het auteursrecht (tenzij anders vermeld) van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Elektronconfiguratie opstellen - theorie en voorbeeldenElektronconfiguratie opstellen - theorie en voorbeeldenAlle elementen in het periodieke systeem der elementen beschikken over een aantal protonen. Zo zit er in een waterstofke…
Oxidatiegetal versus formele lading van een gebonden atoomOxidatiegetal versus formele lading van een gebonden atoomZowel het oxidatiegetal als de formele lading van een atoom geven aan over hoeveel elektronen een atoom meer of minder b…
Vrouw en voeding: mineralen macronutriëntenVrouw en voeding: mineralen macronutriëntenEvenwichtige en gezonde voeding voor een vrouw bestaat uit voldoende eiwitten, koolhydraten, vetten, vitaminen, minerale…
Sterisch getal, hybridisatie en moleculaire geometrieSterisch getal, hybridisatie en moleculaire geometrieEen Lewisstructuurformule vertelt ons hoe de samenstellende atomen van een molecule onderling met elkaar zijn gebonden e…

Concentratiebepalingen met de wet van Lambert-BeerConcentratiebepalingen met de wet van Lambert-BeerUV-VIS-spectrofotometrie is een dankbare methode om concentratiebepalingen te doen. Door te meten hoeveel fotonen een st…
Lewisstructuurformules schrijven: een methode voor beginnersLewisstructuurformules schrijven: een methode voor beginnersEr zijn een heel aantal methoden op het internet te vinden i.v.m. het schrijven van correcte Lewisstructuurformules. Dez…

Reageer op het artikel "Binden zonder edelgasconfiguratie"

Plaats als eerste een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Ik ga akkoord met de privacyverklaring en ben bekend met de inhoud hiervan
Infoteur: Guust2016
Gepubliceerd: 23-03-2020
Rubriek: Wetenschap
Subrubriek: Scheikunde
Schrijf mee!