Orbitální hybridizace je koncept míchání atomových orbitálů za vzniku nových hybridních orbitálů. Tyto nové orbitály mají různé energie, tvary, atd., Než původní atomové orbitály. Nové orbitály se pak mohou překrývat a vytvářet chemické vazby.
Příkladem je hybridizace atomu uhlíku v metanu, CH3. Víme, že všechny čtyři vazby C-H v metanu jsou ekvivalentní. Ukazují na rohy pravidelného čtyřstěnu s úhlem vazby 109,5 °.
Tudíž uhlík musí mít čtyři orbitály se správnou symetrií pro vazbu ke čtyřem atomům vodíku.
Konfigurace atomu uhlíku v základním stavu je
Tuto konfiguraci vidíme na levé straně diagramu výše.
Atom uhlíku může používat jeho dva jednotlivě obsazené p orbitals tvořit dvě kovalentní vazby se dvěma atomy vodíku, dávat · CH ·. To není metan.
Atom uhlíku může také excitovat elektron z orbitálu 2s do prázdného orbitálu 2p, jak je uvedeno výše. To dává čtyři jednotlivě obsazené orbity.
C-H vazby vytvořené překrytím se třemi orbitály 2p by měly úhly vazby 90 °. C-H vazba vytvořená překrytím s orbitálem 2s by byla v jiném úhlu. To není struktura metanu.
Pokud jsou orbitály 2s a 2p matematicky smíšené ("hybridizovány"), dostaneme čtyři nové ekvivalenty sp³ orbitálů. Matematika předpovídá, že úhly vazby mají být 109,5 ° - přesně to, co vidíme v metanu.
Energie uvolněná tvorbou čtyř vazeb nadměrně kompenzuje potřebnou energii buzení. Tedy, tvorba čtyř C-H vazeb je energeticky zvýhodněna.
Snad to pomůže.