Hibridisasi

Pencampuran orbital (mixing) secara otomatis termasuk dalam teori orbitaln molekul, dan teori ini cenderung bekerja dalam konteks orbital molekul, kadang memandang perlunya memasukkan hibridisasi. Hibridisasi adalah bagian integral dari pendekatan ikatan valensi. Tetapi dalam konteks orbital molekul hibridisasi sering membantu dalam menggambarkan apakah yang sebenarnya terjadi dalam proses ikatan. Dalam hal ini hibridisasi dibicarakan agak mendetail, dimulai konsep dasar dan beberapa alasan yang terlibat.
Sebagai contoh moleluk metana, CH4. Keadaan dasar atom C ialah 3P sesuai dengan konfigurasi elektron 1s2 2s2 2px1 2py1. Karbon dalam keadaan ini adalah divalen karena hanya ada 2 elektron tidak berpasangan yang tersedia untuk berikatan dalam orbital px dan py. Meskipun karbon divalen dikenal dalam intermediete metilen dan karbena pada kimia organik, senyawa karbon yang stabil adalah tetravalen. Agar supaya empat ikatan terbentuk, atom C harus berada pada keadaan valensinya. Dalam hal ini diperlukan promosi satu elektron orbital dari 2s ke orbital 2p yang kosong. Terjadi atom C tereksitasi, 5s, dengan konfigurasi elektron sebagai berikut 1s2 2s1 2px1 2py1 2pz1. Promosi ini memerlukan energi 406 kj/mol, karena keadaan valensi, V4, dinyatakan sebagai keadaan atom dalam molekul, tetapi hanya tambahan atom-atom terikat. Hal ini perlu untuk mensuplai sejumlah energi untuk pengacakan spin-spin 5S, yaitu untuk mensuplai energi yang cukup untuk mengatasi tendensi normal ke arah spin paralel. Walaupun seluruh energi yang diperlukan untuk mencapai keadaan valensi tersebut, pembentukan ikatan tambahan menjadi CH4 895 kj/mol lebih stabil daripada CH2+2H.
Bisa diperkirakan bahwa tambahan atom H membentuk empat ikatan-3 ikatan dari overlap tiga orbital 2p dari C dengan 1s dari H dan yang keempat dari orbital 2s dari C. Tiga ikatan ekivalen ke arah yang kuat karena overlap maksimum memerlukan ikatan-ikatan yang berada sepanjang sumbu 3 orbital p yang terlibat. Ikatan keempat tidak terarah karena simetri bola dari orbital 2s dari karbon, tetapi ikatan ini cenderung berada pada sisi atom C yang berlawanan dengan tiga ikatan p yang saling tegak lurus. Tentu saja gambaran metana ini tidak pernah teramati secara eksperimen. Keempat ikatan dalam metana adalah identik dan sudut ikatannya 109.5, proses ini disebut hibridisasi.
Hibridisasi terdiri dari “mixing” atau kombinasi linear orbital s dan p murni dari suatu atom dalam cara sedemikian rupa sehingga membentuk orbital hibrida baru. Bisa dikatakan bahwa orbital tunggal 2s dan tiga orbital 2p atom C bergabung untuk membentuk sat set dari empat orbital sp3 yang ekivalen secara ruang dan energetic.

Hibridisasi atom nitrogen dan atom oksigen.

Hibridisasi nitrogen



Hibridisai oksigen

dijelaskan pada gambar bahwa pada hibridisasi :
1.sp3 : membentuk 4 orbital dimana hibridisasi ini menghasilkan satu ikatan tunggal.
2.sp2 : membentuk 3 orbital dimana hibridisasi ini menghasilkan ikatan rangkap dua.
3.sp   : membentuk 2 orbital dimana hibrisasi ini menghasilkan iktan rangkap tiga.