Для объяснения пространственного строения молекул и устойчивости ковалентных связей, а также
фактов, когда атом образует большее число связей, чем число неспаренных электронов в его основном состоянии (например, атом углерода), используется постулат о гибpидизации близких по энергии атомных орбиталей. Гибридизация АО происходит при образовании ковалентной связи, если при этом достигается более эффективное перекрывание орбиталей.
Гибридизация атома углерода сопровождается его возбуждением и переносом
электрона с 2s- на 2р-АО:
Гибридизация АО
это взаимодействие (смешение) разных по типу, но близких по энергии атомных
орбиталей данного атома с образованием гибридных орбиталей одинаковой формы и
энергии.
Например, смешение 2s-АО с 2p-АО дает две гибридные 2sp-АО:
АО с большой разницей в энергии (например, 1s и 2р) в гибридизацию не вступают. В зависимости от числа участвующих в гибpидизации p-АО возможны следующие виды гибридизации:
для атомов углерода и азота sp3,
sp2 и sp;
для атома кислорода sp3,
sp2;
для галогенов sp3, sp2.
Гибридная АО асимметрична и сильно вытянута в одну сторону от ядра (форма неправильной восьмерки).
В отличие от негибридных s- или р-АО, она имеет одну большую долю, которая хорошо образует химическую связь, и малую долю, которую обычно даже не изображают. Гибридизованные АО при взаимодействии с орбиталями различных типов (s-, р- или
гибридными АО) других атомов обычно дают σ-МО, т.е. образуют σ-связи.
Такая связь прочнее связи, образованной электронами негибридных АО, за счет более эффективного перекрывания.