Selon le modèle des orbitales créé par Linus Pauling en 1960, la liaison covalente qui forme le molécules se produit par la fusion ou l'interpénétration d'orbitales incomplètes des éléments impliqués dans la Relier. Ainsi, il est conclu que si l'élément a une orbitale incomplète (avec un seul électron), il ne peut faire qu'une liaison covalente. S'il a deux orbitales incomplètes, il peut faire un maximum de deux connexions et ainsi de suite.
Cependant, regardez les orbitales atomiques de l'élément atome de carbone, qui a le numéro atomique égal à 6 (Z = 6):
Notez qu'il a deux orbitales incomplètes, il ne devrait donc effectuer que deux liaisons au maximum. Cependant, ce n'est pas ce qui lui arrive. Comme beaucoup le savent, le carbone fait quatre liaisons (il est tétravalent), donc ce modèle d'orbitales n'explique pas le cas du carbone.
Pour sortir de cette impasse, une nouvelle théorie a été créée qui expliquait mieux cette question: la Théorie de l'hybridation.
Cela signifie que l'hybridation est un "mélange" d'orbitales pures.
Pour le carbone, il existe trois types d'hybridation, qui sont: sp3, sp2 et sp.
Pour comprendre comment se produit l'hybridation, examinons le premier type d'hybridation du carbone, le type sp.3:
Ce type d'hybridation se produit dans la molécule de méthane (CH4). Notez qu'il existe quatre liaisons covalentes identiques entre le carbone, qui est l'élément central, et quatre hydrogènes. Alors, voyez ce qu'est l'orbitale d'hydrogène incomplète:
Comme chaque hydrogène a une orbitale de type s incomplète, il est nécessaire de recevoir un électron de plus, c'est-à-dire que chacun n'établit qu'une seule liaison covalente avec le carbone. C'est pourquoi le carbone doit avoir quatre orbitales incomplètes. Comment cela peut-il arriver? Par l'hybridation.
Lorsqu'un électron de l'orbitale 2s absorbe de l'énergie, il passe dans l'orbitale 2p vide. Ainsi, on dit que ce saut de l'électron du sous-niveau 2s au sous-niveau 2p est une « promotion » de l'électron. De cette façon, le carbone reste dans son état excité ou activé, avec quatre orbitales hybridées disponibles pour réaliser les liaisons covalentes :
Notez que les orbitales hybrides formées sont équivalentes les unes aux autres, mais différentes des orbitales pures originales.
De cette façon, la liaison entre l'orbitale s de chacun des quatre atomes d'hydrogène se produit avec ces quatre orbitales de carbone hybridées :
Comme vu ci-dessus, la molécule de méthane a une structure tétraédrique régulière, avec les quatre nuages d'électrons à chaque sommet et des angles adjacents de 109°28'. Puisque la liaison a été faite entre une orbitale s de chaque hydrogène et une orbitale sp hybridée3 pour chaque appel, alors nous avons qu'ils sont quatre liens sigma s-sp3 (σs-sp3).
Par Jennifer Fogaça
Diplômé en Chimie
La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hibridizacao-tipo-sp3.htm
