Задания № 11, 12 · ЕГЭ

Гибридизация атома углерода

Как гибридные орбитали определяют форму молекул

2 мин чтенияСложность: Обновлено 29 сентября 2026

Гибридизация атома углерода — это смешение его атомных орбиталей, в результате которого образуются равноценные гибридные орбитали. Тип гибридизации определяет геометрию молекулы и связан с числом σ-связей и кратностью связей углерода.

Гибридизация атома углеродаНазвание показывает, какие орбитали смешиваются: $s$ и $p$.

Преобразование атомных орбиталей углерода в новые гибридные орбитали одинаковой формы и энергии. В органических соединениях наиболее важны три типа: $sp^3$, $sp^2$ и $sp$.

Гибридизация помогает объяснить валентность углерода и пространственное строение его соединений. Электронное строение исходного атома рассматривают на странице электронное строение атома углерода.

Тип	Гибридные орбитали	Геометрия	Угол	Пример
$sp^3$	1 $s$ + 3 $p$	тетраэдрическая	$109{,}5^\circ$	метан, $\mathrm{CH_4}$
$sp^2$	1 $s$ + 2 $p$	плоская треугольная	$120^\circ$	этен, $\mathrm{C_2H_4}$
$sp$	1 $s$ + 1 $p$	линейная	$180^\circ$	этин, $\mathrm{C_2H_2}$

\[sp^3: 1s+3p\rightarrow 4sp^3;\qquad sp^2: 1s+2p\rightarrow 3sp^2;\qquad sp: 1s+1p\rightarrow 2sp\]1

При $sp^3$-гибридизации все четыре орбитали могут образовывать σ-связи. При $sp^2$ остаётся одна негибридная $p$-орбиталь, участвующая в образовании π-связи; поэтому возникает двойная связь. При $sp$ остаются две негибридные $p$-орбитали, и они образуют две π-связи; поэтому возможна тройная связь. Подробные случаи разобраны на страницах sp³-гибридизация и sp²-гибридизация.

№

Пример: этен

В молекуле этена $\mathrm{C_2H_4}$ каждый атом углерода имеет $sp^2$-гибридизацию. Три $sp^2$-орбитали образуют три σ-связи, а негибридные $p$-орбитали перекрываются и образуют одну π-связь. Поэтому связь между атомами углерода двойная, а все атомы молекулы лежат в одной плоскости.

Не путайте

Гибридизация — не то же самое, что валентность или степень ненасыщенности. Гибридизация описывает пространственное направление орбиталей; валентность показывает способность атома образовывать связи, а кратность связи определяется числом σ- и π-связей.

Проверь себя

Какой тип гибридизации у атома углерода в этине $\mathrm{C_2H_2}$?

Главное за минуту

Главное

$sp^3$ даёт тетраэдрическую геометрию и угол $109{,}5^\circ$.
$sp^2$ связано с двойной связью и плоским строением, $sp$ — с тройной связью и линейным строением.
Негибридные $p$-орбитали образуют π-связи.

Тип	Гибридные орбитали	Геометрия	Угол	Пример
\(sp^3\)	1 \(s\) + 3 \(p\)	тетраэдрическая	\(109{,}5^\circ\)	метан, \(\mathrm{CH_4}\)
\(sp^2\)	1 \(s\) + 2 \(p\)	плоская треугольная	\(120^\circ\)	этен, \(\mathrm{C_2H_4}\)
\(sp\)	1 \(s\) + 1 \(p\)	линейная	\(180^\circ\)	этин, \(\mathrm{C_2H_2}\)

Какой тип гибридизации у атома углерода в этине \(\mathrm{C_2H_2}\)?

Главное