Задание № 11 · ЕГЭ

sp3-гибридизация

Образование четырёх гибридных орбиталей и тетраэдрическое расположение электронных пар

2 мин чтенияСложность: Обновлено 29 сентября 2026

$sp^3$-гибридизация — это смешивание одной $s$-орбитали и трёх $p$-орбиталей атома с образованием четырёх одинаковых гибридных орбиталей. Они направлены к вершинам тетраэдра, поэтому угол между направлениями соседних орбиталей составляет примерно $109{,}5^\circ$.

sp3-гибридизацияОбозначение $sp^3$ показывает состав гибридизации: одна $s$-орбиталь и три $p$-орбитали.

Вид гибридизации атомных орбиталей, при котором одна $s$-орбиталь и три $p$-орбитали объединяются в четыре равноценные $sp^3$-орбитали. Каждая из них может образовать одну $\sigma$-связь или содержать неподелённую электронную пару.

Как распознать sp3-гибридизацию

У центрального атома должно быть четыре области электронной плотности: четыре связывающие пары, три связывающие пары и одна неподелённая пара либо две связывающие пары и две неподелённые пары. Такое расположение описывает теория отталкивания электронных пар. Четыре области стремятся максимально удалиться друг от друга и образуют тетраэдрическое окружение.

\[1s + 3p \longrightarrow 4sp^3\]

Гибридные орбитали образуют главным образом $\sigma$-связи. Если на центральном атоме есть неподелённые пары, они также занимают направления $sp^3$-орбиталей и сильнее отталкивают связывающие пары. Поэтому фактический валентный угол может быть меньше $109{,}5^\circ$.

№

Пример: молекула метана

В молекуле метана $\mathrm{CH_4}$ атом углерода использует четыре $sp^3$-орбитали. Каждая перекрывается с $s$-орбиталью атома водорода, образуя четыре одинаковые $\sigma$-связи. Форма молекулы — тетраэдр, углы $\mathrm{H-C-H}$ равны примерно $109{,}5^\circ$.

Не путайте форму электронных пар и форму молекулы

$sp^3$-гибридизация означает четыре направления электронных пар, но не обязательно четыре связи. В $\mathrm{NH_3}$ одна вершина занята неподелённой парой, поэтому форма молекулы пирамидальная, а угол около $107^\circ$. В $\mathrm{H_2O}$ две вершины заняты неподелёнными парами, форма молекулы угловая, а угол около $104{,}5^\circ$.

Проверьте себя

Какое расположение электронных пар соответствует $sp^3$-гибридизации?

Главное за минуту

Главное

При $sp^3$-гибридизации одна $s$- и три $p$-орбитали образуют четыре одинаковые $sp^3$-орбитали.
Электронные пары располагаются тетраэдрически; идеальный угол между ними — $109{,}5^\circ$.
Неподелённые пары уменьшают углы между связями и могут изменять форму молекулы.

Как распознать sp3-гибридизацию

Какое расположение электронных пар соответствует \(sp^3\)-гибридизации?

Главное