6С 1s22s22p2 → c* 1s22s12p3

8O 1s22s22p4

Атом углерода образует по обменному механизму две - и две -связи:

Из четырех валентных электронов углерод два затратил на образование -связей. Причем в образовании -связей участвуют s- и р-электроны углерода, т.к. s-орбитали не могут образовать -связь. Таким образом, гибридизоваться будут только орбитали, участвующие в образовании -связей: 2s и 2р. Тип гибридизации – sp.

 = 180^о, молекула – линейная

sp-гибридизация характерна для атомных орбиталей углерода, находящихся при тройной связи, в молекуле ацетилена,:

6С 1s22s2p2 → c* 1s22s12p3

₁H 1s¹

Каждый атом углерода образует по две -связи и по две -связи по обменному механизму. Следовательно, тип гибридизации – sp-гибридизация. Геометрия молекулы – линейная. Валентный угол  = 180^о.

Негибридизованные р-орбитали атомов углерода перекрываются во взаимноперпендикулярных плоскостях, образуя -связи.

sp²-гибридизация

Гибридизуются одна s- и две р-орбитали, образуются три гибридные орбитали, которые располагаются в одной плоскости под углом 120^о.

Молекула общего вида АХ₃ имеет треугольную (тригональную), плоскую структуру. ^-. sp²-гибридизация характерна для орбиталей углерода в молекулах этилена, бутадиена-1,3, бензола.

Строение молекулы С₂Н₄

₆С 1s²2s²2p² → C^* 1s²2s¹2p³

₁H 1s¹

Каждый атом углерода образует три -связи и одну -связь. Т.к. в образовании -связей участвуют одна s-орбиталь и две р-орбитали углерода, тип гибридизации sp². У каждого атома углерода остается р-орбиталь, которая не гибридизуется. Три sp²-гибридные орбитали располагаются в плоскости под углом  = 120^о, определяя геометрию молекулы. Негибридные р-орбитали перекрываются над и под плоскостью молекулы, образуя -связь.

sp³-гибридизация

Гибридизуются одна s- и три р-орбитали. Четыре sp³-гибридных облака направлены к вершинам тетраэдра(тетрагональная геометрия молекулы) и располагаются в пространстве под углом 109^о28^/

Молекула общего вида АВ₄ имеет форму тетраэдра.

Поскольку гибридизоваться могут не только орбитали электронов, участвующих в образовании химических связей, но и орбитали с неподделенными электронными парами, данный тип гибридизации характерен для центральных атомов молекул аммиака и воды.

Строение молекулы метана

6С 1s22s22p2 → c* 1s22s12p3

1H 1s1

Атом углерода образует четыре одинарные связи с атомами водорода, все эти связи - -связи. Следовательно, орбитали всех валентных электронов углерода гибридизуются. Четыре sp³-гибридные орбитали углерода располагаются вокруг ядра углерода под углом 109^о28^/, орбитали водорода перекрываются с sp³-гибридными орбиталями углерода. Образуется прочная молекула метана с четырьмя одинаковыми связями:

Строение молекулы NH₃

7N 1s22s22p3

1H 1s1

Атом азота образует с атомами водорода три -связи по обменному механизму. В гибридизации участвуют три р-орбитали атома азота и s-орбиталь, занятая неподеленной парой электронов. Тип гибридизации – sp³. Молекула NH₃ имеет структуру пирамиды, в вершине которой находится атом азота, а в углах основания – атомы водорода. Валентный угол составляет 107^о3^/. Таким образом, валентный угол в молекуле NH₃ меньше, чем в молекуле СН₄ с учетом неодинакового отталкивания между неподеленной парой и связывающими парами электронов.

Строение молекулы Н₂О