Ada molekul yang tak terhitung banyaknya di mana unsur-unsur kimia tertentu membentuk sejumlah ikatan kovalen umum, meskipun ikatan ini tidak disediakan oleh konfigurasi elektron atom unsur-unsur tersebut.
Dalam upaya untuk menjelaskan apa yang terjadi, teori hibridisasi diciptakan .
Kata hibridisasi sering mengacu pada persilangan dua spesies yang berbeda satu sama lain, sehingga menghasilkan spesies baru, dengan karakteristik peralihan dengan spesies asal.
Kurang lebih gagasan yang harus kita miliki sehubungan dengan hibridisasi orbital.
Karena unsur karbon mengalami beberapa jenis hibridisasi yang berbeda dan merupakan unsur kimia yang sangat penting, kita akan menggunakan karbon sebagai contoh teori hibridisasi.
Sp³ hibridisasi karbon
Jika kita mengamati konfigurasi elektron atom karbon dalam keadaan dasar, kita dapat menyimpulkan bahwa ia hanya membuat 2 ikatan kovalen yang sama, karena ia hanya memiliki dua elektron yang tidak berpasangan.
Secara eksperimental ini tidak diverifikasi
Karbon, dalam berbagai molekul yang dibentuknya, selalu membuat 4 ikatan kovalen yang sama. Oleh karena itu, perlu diakui bahwa karbon memiliki empat elektron yang tidak berpasangan. Penjelasan yang saat ini diterima untuk fakta ini diberikan di bawah ini.
Elektron orbital 2s karbon diaktifkan dan dipromosikan ke orbital 2pz , yang kosong, karena perbedaan energi antara orbital ini tidak terlalu mencolok.
Karbon dapat membuat 4 ikatan tipe sigma . Dalam hal ini, mereka semua sama dan memiliki energi yang sama dan oleh karena itu, elektron harus menempati orbital yang sama.
Ini tidak diverifikasi dalam keadaan diaktifkan
Dengan demikian, hibridisasi (pencampuran, penyilangan) terjadi antara orbital s dan orbital 3 p dari kulit valensi karbon, yang menghasilkan 4 orbital baru dan setara yang disebut sp3
Karena muatan listrik dengan tanda yang sama saling tolak, masuk akal untuk berpikir bahwa 4 elektron ini akan berusaha mengarahkan orbitalnya dalam konfigurasi spasial yang memungkinkan mereka untuk tetap sejauh mungkin satu sama lain.
Matematika meramalkan bahwa jarak maksimum antara 4 sumbu diberikan pada sudut 109º28 ‘.
Kita dapat memvisualisasikan, membayangkan 4 sumbu itu dimulai dari pusat piramida tetrahedral dan mengikuti arah simpulnya.
Dari sini disimpulkan bahwa orientasi orbital 4 sp3 di ruang angkasa adalah persis seperti itu, selalu mengingat bahwa inti karbon menempati pusat piramida tetrahedral imajiner.
Singkatnya: karbon yang membuat ikatan empat sigma memiliki:
- Hibridisasi Sp3
- Geometri tetrahedral
- Sudut antara orbital hibrid 109º28′
Unsur lain dari keluarga karbon, silikon dan germanium, membentuk molekul seperti SiH4, SiCl4, GeH4 dan GeCl4, melalui jenis hibridisasi yang sama.