Коротко: гибридизация показывает форму и направление участвующих сигма‑орбиталей, а правила строения (VSEPR — области электронной плотности) дают число и расположение этих областей; вместе они позволяют предсказать геометрию и, через векторную сумму дипольных моментов, полярность.
Примеры
- CO2: центральный C имеет $2$ областей электронной плотности (две сигма‑связи) → $sp$-гибридизация. Оставшиеся перпендикулярные p‑орбитали дают две $\pi$-связи. Геометрия линейная, угол $180^{\circ }$. Симметричные C=O диполи компенсируются → молекула неполярна.
- H2O: O имеет $4$ областей (две связи + две неподелённые пары) → $s{p}^3$. Электронная геометрия тетраэдрическая, молекулярная — согнутая (V‑образная), угол ≈ $104.5^{\circ }$ (меньше $109.5^{\circ }$ из‑за большей отталкивающей силы неподелённых пар). Диполи не компенсируются → полярна.
- NH3: N имеет $4$ областей (три связи + одна неподелённая пара) → $s{p}^3$. Молекула — трёхгранно‑пирамидальная, угол ≈ $107^{\circ }$. Наличие непараной пары делает суммарный диполь ненулевым → полярна.
Ограничения простой модели гибридизации
- Качественная модель: не даёт точных энергий, длин связей или вкладов s/p‑характера (на практике это непрерывный, а не дискретный переход).
- Не описывает делокализованные $\pi$-системы и резонанс (бензол, озон и т. п.) — для них нужна МО‑теория.
- Проблемы с гипервалентными и многоцентровыми связями (например, SF6, мостиковые связи) — представления с d‑гибридами часто вводят в заблуждение.
- Переходные металлы и комплексные соединения требуют учёта d‑орбиталей и МО‑подхода.
- Не учитывает детально влияние электроотрицательности (Bent’s rule), что меняет фактический s/p‑распределение в орбиталях и, следовательно, углы и полярность в мелкой детализации.
Вывод: модель $sp,s{p}^2,s{p}^3$ + VSEPR — быстрый и полезный инструмент для предсказания геометрии и полярности, но для точных свойств и сложных случаев нужен MO‑подход или квантово‑химический расчёт.