Число гибридных орбиталей равно числу исходных. При смешении s и р-орбиталей образуется две sp-гибридных орбитали, угол между осями которых равен 180°.

¾®

Две sp-орбитали могут образовывать две -связи (BeH₂, ZnCl₂). Еще две -связи могут образоваться, если на двух p-орбиталях, не участвующих в гибридизации, находятся электроны (ацетилен C₂H₂). Молекулы, в которых осуществляется sp-гибридизация, имеют линейную геометрию.

При смешении s- и двух р-орбиталей образуется три sp²-гибридные орбитали, угол между осями которых равен 120°.

––®

Три sp²-орбитали могут образовывать три -связи (BF₃, AlCl₃). Еще одна связь (-связь) может образоваться, если на p-орбитали, не участвующей в гибридизации, находится электрон (этилен C₂H₄). Молекулы, в которых осуществляется sp²-гибридизация, имеют плоскую геометрию.

При смешении s и трех р-орбиталей – четыре sp³-гибридных орбитали, угол между осями которых равен 109°28'. Молекулы, в которых осуществляется sp³-гибридизация, имеют тетраэдрическую геометрию (CH₄, NH₃).

––®

Форма гибридных атомных орбиталей отличается от формы исходных. В гибридной атомной орбитали электронная плотность смещается в одну сторону от ядра, поэтому при взаимодействии ее с атомной орбиталью другого атома происходит максимальное перекрывание, которое приводит к повышению энергии связи. Это повышение энергии связи компенсирует энергию, требуемую на образование гибридной орбитали. В результате химические связи, образованные гибридными орбиталями прочнее, а полученная молекула – более устойчива.

Геометрическая конфигурация молекул полностью определяется типом гибридных орбиталей центрального атома только при условии, что все гибридные атомные орбитали участвуют в образовании связей. Если хотя бы на одной из них остается неподеленная электронная пара, то конфигурация, определяемая типом гибридизации, реализуется не полностью (табл. 2).

Линейной конфигурацией обладают молекулы, образованные или двумя атомами (независимо от типа гибридизации, например, КВr), или центральный атом которых обладает sp-гибридизацией (ZnCl₂, BeF₂). Угол между связями в данном случае составляет 180⁰.

Таблица 2.

Возможная геометрическая конфигурация

молекул при sp³-гибридизации

Число неподеленных пар	Число σ-связей	Геометрическая конфигурация	Примеры
0	4	Тетраэдр	СН4
1	3	Тригональная пирамида	NН3
2	2	Угловая	Н2О
3	1	Линейная	КВr

В случае, когда центральный атом имеет два неспаренных р-электрона, то происходит sp²- или dp²- гибридизация. При условии, что все гибридные атомные орбитали участвуют в образовании связи конфигурация молекулы – плоская тригональная, а угол между атомами 120⁰ (BCl₃, AlF₃). Если одна гибридная орбиталь не участвует в образовании связи (H₂S, H₂O), то конфигурация молекулы не меняется, а угол между связями уменьшается в H₂S до 92⁰, а в H₂O до 105⁰, что связано с отталкиванием неподеленной пары центрального атома (серы или кислорода) от двух гибридных орбиталей, перекрытых s-орбиталями водорода.

При sp³-гибридизации участие четырех гибридных атомных орбиталей в связи приводит к образованию молекулы с конфигурацией тетраэдра и углом между связями – 109⁰ 28 (СН₄, CCl₄, SiН₄). Если в образовании связи одна гибридная орбиталь участия не принимает, то образуется молекула в виде тригональной пирамиды с углом между связями 108⁰ (NН₃).

Более сложные виды гибридизации приводят к образованию более сложной пространственной конфигурации молекул. Например, у серы возможна sp³d²-гибридизация, которая приводит к октаэдрической конфигурации молекул.

Таким образом, пространственная структура молекул зависит от типа гибридизации центрального атома и числа неподеленных пар. Образование -связей стабилизирует состояние молекулы.