ベリリウムの化学

ベリリウムが2+イオンを形成するとき、2s軌道の2個の電子を失います。

2準位軌道は再編成され、4つの等しい軌道を作り、それぞれが水分子から電子の単独ペアを受け入れることができます。 次の図では、1s電子は省かれています。

各水分子はもちろん、2つの孤立電子を持っています。

一度4つの水分子がこのように結合すると、結合レベルで利用できるスペースはもうないことに注意してください。

水分子はできるだけ離れるように配置し、それは四面体の角を指します。

マグネシウムの水和

マグネシウムも同じように振る舞うと思うかもしれませんが、3レベルでは3sと3pだけでなく、3d軌道も利用できます。 そのイオンが水和されるとき、3s軌道、3p軌道の3つすべて、および3d軌道の2つを使用します。

なぜマグネシウムは6つの水をくっつけるところで止まっているのですか。 なぜ残りの3d軌道も使わないのでしょうか？

2族の他のイオンはどうでしょうか。

イオンが大きくなると、水分子と適切な配位結合を形成する傾向が弱くなるのです。 イオンが大きくなりすぎて、水分子の孤立イオンと十分に引き合うことができず、正イオンの周りに水分子がより緩く集まる傾向があります。

ただし、水と配位結合する場合は、マグネシウムと同じように6配位となります。

水酸化ベリリウムは両性

両性とは、酸や塩基と反応して塩を形成することができることを意味します。 これらは酸と反応して塩を形成します。 例えば、

水酸化カルシウムは希塩酸と反応して塩化カルシウムと水を生成します。

水酸化ベリリウム

水酸化ベリリウムは酸と反応しベリリウム塩の溶液を形成する。 例えば、

しかし、水酸化ナトリウム水溶液のような塩基とも反応する。 水酸化ベリリウムは水酸化ナトリウムと反応して、テトラヒドロキシベリリウム酸ナトリウムの無色溶液を得ます。

これには錯イオン、2-が含まれています。 このイオンを表すのが名前です。 Tetraは4つ、HydroxoはOH基、beryllateはベリリウムがマイナスイオンで存在することを表しています。

これを簡単な流れ図として、溶液中のベリリウムイオンから見てみますと、まず溶液中のベリリウムイオンに水酸化物イオンを加えると、水酸化ベリリウムの沈殿ができることがわかります。 しかし、さらに水酸化物イオンを加えると沈殿は再び溶けてテトラヒドロキソベリレートイオンを含む溶液になります。

水酸化ベリリウムは塩基（水酸化物イオン）と反応するので、酸性の性質を持っていなければなりません。

しかしテトラヒドロキソベリレートイオンに対して酸を加えると、また水酸化ベリリウムの沈殿が戻ってくるのです。 さらに酸を加えると、元の溶液中のベリリウムイオンに戻ります。

水酸化ベリリウムは酸と反応するので、酸性の性質だけでなく塩基性の性質も持っているはずで、両性であることがわかります。

錯体の中心にある非常に小さな正電荷のベリリウムイオンは、水分子の電子を自分の方に引き寄せます。

ベリリウムは水分子に対して非常に強い分極効果を持っているので、水素イオンが非常に簡単に除去されます。

水酸化ナトリウム溶液には水酸化物イオンという強い塩基があります。 水酸化ナトリウム溶液を適量加えると、通常「水酸化ベリリウム」と呼ばれるものの沈殿物が得られますが、構造的にはもう少し複雑です！

生成物（水以外）は中性複合体で、共有結合している。 元の錯体イオンに起こったことは、水分子から2つの水素イオンが取り除かれたことだけです。

中性錯体の電荷がないため、沈殿物が得られます。

この中性錯体と水分子の間には、溶液にするための十分な引力がないのです。

中性錯体にさらに水酸化物イオンを加えると、水分子からさらに水素イオンが引き離されて、テトラヒドロキソベリレートイオンが得られます。

水酸化ベリリウムの沈殿物（中性錯体）に酸を加えるとどうなるか？

もともと除去されていた水素イオンが置き換わるだけです。

上の図と比較できるように、もう一度フロー図で見てみましょう。

水酸化ベリリウム（中性錯体）は両性なので塩基と酸で反応することができます。

なぜ、たとえば水酸化カルシウムでは、このようなことが起こらないのでしょうか。 これは酸の水素イオンと反応して水を作り、水酸化物は酸と反応します。

しかし、中性の錯体に相当するものは存在しません。 塩基の水酸化物イオンをさらに加えても、反応するものがないので効果はない。