CB21a: L’apparition d’orbitales hybrides de types sp et sp²

Dans l’ignorance de l’hybridation ou de la recombinaison d’orbitales, on escompte, pour l’hydrure de béryllium (BeH₂), deux liaisons BE-H différentes: une avec l’orbitale de type 2s de Be et une autre avec l’orbitale de type 2p de Be. Toutefois, la molécule est linéaire et comprend deux liaisons équivalentes.

Il en va de même pour le carbone qui compte deux électrons de valences qui ne vont pas par paire et qui, par conséquent, ne pourraient former que deux liaisons. Toutefois, le carbone peut former quatre liaisons.
Ce phénomène peut s’expliquer par l’hybridation ou la combinaison d’orbitales atomiques. En l’occurrence, on décrit trois types: sp, sp² et sp³.

Hybridation sp:
Une orbitale de type s et une orbitale de type p (Œ) se combinent  (), si bien que l'on obtient deux orbitales identiques (Ž). On les appelle les orbitales hybrides de type sp. Cette transition a lieu sans modification de l'énergie. Il s'agit en l'occurrence seulement d'une combinaison linéaire d'orbitales ou de fonctions ondulatoires.

Les deux orbitales de type sp se trouvent sur l’axe des x et forment un angle de 180° l’une par rapport à l’autre (structure linéaire, ). L'interaction du lobe le plus volumineux de chaque orbitale avec une autre orbitale donne leiu à un chevauchement efficace. Le gain d'énergie lors de la liaison est à l'origine du phénomène d'hybridation.

Hybridation sp: 2 orbitales hybrides de type sp par atome.

Exemple pour C:

Hybridation sp²
Lorsqu’une orbitale de type s et deux orbitales de type p (Œ) se combinent (), on obtient trois orbitales hybrides de type sp² de même valeur (Ž). Elles sont orientées dans un seul plan formant un angle de 120° (enveloppe triangulaire, ).

Hybridation sp²: 3 orbitales hybrides de type sp² par atome

Exemple pour C:

Important:
Les orbitales hybrides sont des orbitales atomiques. Bien entendu, elles peuvent se chevaucher l’une l’autre de la même manière qu’une orbitale atomique de type s ou de type p pour former des orbitales moléculaires. Les lobes des orbitales hybrides sont seulement orientés d’une autre manière dans l’espace pour pouvoir obtenir un chevauchement plus efficace.