La teoria suggerisce il “mescolamento” dell’orbitale 2s con i 3 orbitali 2p. Tale mescolamento è matematico, delle funzioni d’onda dell’orbitale e quindi non è un reale fenomeno fisico. Come risultato si ottengono 4 nuovi orbitali identici tra loro, di forma, energia e disposizione nello spazio del tutto diverse da quelle originarie. Questa operazione matematica prende il nome di ibridazione. I nuovi 4 orbitali ibridi, chiamati sp3, hanno per 1/4 le caratteristiche dell’orbitale s di partenza e per 3/4 le caratteristiche degli orbitali 2p. Il 3 esponente di p indica il numero di orbitali p che partecipano alla formazione dell’ibrido. I 4 orbitali ibridi sp3 sono tra loro identici e hanno la forma lobata.
Il lobo di dimensione maggiore è quello che viene utilizzato nei legami. Talvolta, per questioni di praticità, non si rappresenta il lobo di dimensione minore. I 4 orbitali ibridi sp3 puntano verso i vertici di un tetraedro.
Nella formazione della molecola del metano, si ha una sovrapposizione tra i 4 orbitali ibridi sp3 e 4 orbitali 1s appartenenti a 4 atomi di idrogeno diversi.
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