Гібридизація орбіталей

Чотири sp³ орбіталі

Три sp² орбіталі

Гібридиза́ція орбіта́лей — суперпозиція різних, але близьких за енергією орбіталей даного атома, з виникненням того ж числа нових гібридних орбіталей, однакових за енергією. Гібридизація атомних орбіталей відбувається при виникненні ковалентних зв'язків між атомами.

При гібридизації s- і p-орбіталей, розрізняють такі основні типи:

sp³-гібридизація

відбувається при змішуванні однієї s- і трьох p-орбіталей. Виникає чотири однакові орбіталі, розташовані одна щодо іншої під кутами тетраедрів 109°28’. Прикладом sp³-гібридизацї є молекула метану, або кристалічна ґратка типу алмазу (кремній, германій, арсенід галію).

sp²-гібридизація

відбувається при змішуванні однієї s- і двох p-орбіталей. Утворюється три гібридні орбіталі з осями, розташованими в одній площині і направленими до вершин трикутника під кутом 120 градусів. Негібридна p-атомна орбіталь перпендикулярна площині і, як правило, бере участь в утворенні π-зв'язків. Прикладом sp²-гібридизації є молекула бензолу, ненасичені полімери, графіт.

sp-гібридизація

відбувається при змішуванні однієї s- і однієї p-орбіталей. Утворюється дві рівноцінні sp-атомні орбіталі, розташовані лінійно під кутом 180 градусів і направлені в різні боки від ядра атома. Дві решту негібридні p-орбіталі розташовуються у взаємно перпендикулярних площинах. sp-гібридизація утворюється в насичених полімерах.

Ці основні типи гібридизації є лише наближеним якісним уявленням. Для конкретної молекули чи конкретного кристала співвідношення між атомними орбіталями в складі молекулярних орбіталей та кути між хімічними зв'язками визначаються конкретними квантово-хімічними розрахунками та симетрією хімічних структур.