Гибридизация орбиталей — это квантово-механическое явление, которое возникает в атомах при образовании химических связей и приводит к образованию новых, гибридных орбиталей. Эти гибридные орбитали имеют смешанное (гибридное) свойство и характеризуются определённой формой и направлением, что влияет на геометрию молекул.

Гибридизация в метане (CH₄)

В метане (CH₄) центральный атом углерода (C) имеет электронную конфигурацию 1s²2s²2p². Для образования четырёх эквивалентных связей с водородом (H) углерод проходит процесс гибридизации, в ходе которого 2s-орбиталь и три 2p-орбитали смешиваются, образуя четыре гибридные sp³-орбитали.

Геометрия: Четыре sp³-орбитали располагаются в пространстве таким образом, чтобы минимизировать отталкивание между ними, образуя тетраэдрическую форму с углом 109.5° между связями.Гибридизация в этене (C₂H₄)

В этене (C₂H₄), где два атома углерода соединены двойной связью, процесс гибридизации немного отличается. Каждый атом углерода также начинает с конфигурацией 1s²2s²2p². Но в этом случае один из p-орбиталь (2p) не участвует в гибридизации: два других p-орбитали участвуют совместно с 2s-орбиталью, образуя три sp²-орбитали.

Геометрия: Три sp²-орбитали располагаются в плоскости, образуя углы около 120° между ними. Двойная связь между углеродами образуется из одной sigma-связи (за счёт перекрытия sp²-орбиталей) и одной pi-связи (за счёт бокового перекрытия двух оставшихся p-орбиталей, которые не участвуют в гибридизации).Заключение

Таким образом, процесс гибридизации значительно влияет на геометрию молекул, определяя, как атомы располагаются в пространстве относительно друг друга. В случае метана получается тетраэдрическая структура, а в случае этена — плоская структура, что иллюстрирует, как разные формы гибридизации приводят к различным геометрическим ориентациям в молекулах.