Schemat zhybrydyzowanych orbitali atomowych	Typ hybrydyzacji	Wzór półstrukturalny węglowodoru, w którego cząsteczkach wszystkim atomom węgla można przypisać ten typ hybrydyzacji
A.	sp2	$\mathrm{H}{}_2\mathrm{C}=\mathrm{CH}{}_2$
B.	sp	$\mathrm{HC}\equiv \mathrm{CH}$

 

 

---

Wyjaśnienie: 

Hybrydyzacja to matematyczny zabieg, który opisuje powstawanie teoretycznych orbitali zhybrydyzowanych i przez to wyjaśnia kształty przestrzenne niektórych drobin. Orbitale zhybrydyzowane powstają w wyniku „wymieszania” określonych orbitali atomowych, czego efektem jest utworzenie nowych, równocennych orbitali o takim samym kształcie przestrzennym i tej samej energii. Orbitale walencyjne atomu węgla mogą występować w trzech hybrydyzacjach:

•  sp³ - wymieszanie 3 orbitali p i jednego orbitalu s (wszystkich orbitali walencyjnych), które skutkuje powstaniem 4 zhybrydyzowanych równocennych orbitali sp³:

Atom węgla w takiej hybrydyzacji jest w stanie wytworzyć 4 wiązania sigma i tworzyć cząsteczki o kształcie tetraedrycznym, w których kąty pomiędzy wiązaniami przyjmują wielkości ok. 109°. Atom węgla w takiej hybrydyzacji tworzy 4 wiązania pojedyncze. Poniżej znajduje się graficzne przedstawienie czterech zhybrydyzowanych orbitali typu sp³:

•  sp² - wymieszanie 2 orbitali p i jednego orbitalu s, które skutkuje powstaniem 3 zhybrydyzowanych równocennych orbitali sp²:

Atom tego typu jest w stanie tworzyć 3 równocenne wiązania σ (w wyniku czołowego nałożenia się zhybrydyzowanych orbitali sp²) i jedno wiązanie π (w wyniku bocznego nałożenia się niezhybrydyzowanego orbitalu p_z), co skutkuje tworzeniem przez niego struktur płaskich trójkątnych z kątem pomiędzy wiązaniami wynoszącym 120°. Atom węgla w takiej hybrydyzacji tworzy 2 wiązania pojedyncze (σ) i jedno wiązanie podwójne (σ+π). Poniżej znajduje się graficzne przedstawienie trzech zhybrydyzowanych orbitali typu sp²:

•  sp - wymieszanie jednego orbitalu p i jednego orbitalu s, które skutkuje powstaniem 2 zhybrydyzowanych równocennych orbitali sp:

Atom tego typu jest w stanie tworzyć 2 równocenne wiązania σ i dwa wiązania π, co skutkuje tworzeniem przez niego struktur liniowych z kątem pomiędzy wiązaniami wynoszącym 180°. Atom węgla w takiej hybrydyzacji tworzy:

• 1 wiązanie potrójne (σ+π+π) i jedno wiązanie pojedyńcze (σ),
• lub 2 wiązania podwójne (σ+π).

Poniżej znajduje się graficzne przedstawienie dwóch zhybrydyzowanych orbitali typu sp:

W hybrydyzacji orbitali atomowych innych pierwiastków mogą uczestniczyć jeszcze orbitale d, przez co tworzone mogą być hybrydy takie jak d²sp³, czy dsp². Pierwiastki leżące w 1. i 2. okresie (np. węgiel) jednak nie mają takiej możliwości ponieważ na pierwszych dwóch powłokach elektronowych nie istnieją podpowłoki d.