РУҚА
Задание № 11 · ЕГЭ

sp³-гибридизация

Тетраэдрическое строение связей атома углерода в алканах
2 мин чтенияСложность: Обновлено 29 сентября 2026

sp³-гибридизация — это смешение одной \(s\)- и трёх \(p\)-орбиталей атома углерода с образованием четырёх одинаковых гибридных орбиталей. Поэтому в алканах атом углерода обычно образует четыре одинарные связи, направленные к вершинам тетраэдра.

sp³-гибридизацияОбозначение sp³ показывает, какие орбитали участвуют в гибридизации: одна s и три p.
Тип гибридизации, при котором одна \(s\)-орбиталь и три \(p\)-орбитали углерода объединяются в четыре равноценные sp³-гибридные орбитали. Угол между направлениями этих орбиталей составляет примерно \(109{,}5^\circ\).

Как образуются связи

При гибридизации атома углерода его орбитали преобразуются так, чтобы четыре области связывания были равноценными и максимально удалёнными друг от друга. Каждая sp³-орбиталь содержит один неспаренный электрон и перекрывается с орбиталью другого атома, образуя ковалентную связь.

\[sp^3 = s + p_x + p_y + p_z\]

В соединениях с sp³-гибридизованным углеродом все одинарные связи являются \(\sigma\)-связями. Электронные облака перекрываются вдоль линии, соединяющей ядра. Пространственная форма связей — тетраэдрическая: углерод находится в центре тетраэдра, а связанные с ним атомы — вблизи его вершин.

№
Пример: метан

В молекуле метана \(\mathrm{CH_4}\) углерод образует четыре одинаковые \(\sigma\)-связи с атомами водорода. Поэтому молекула имеет тетраэдрическое строение, а углы \(\mathrm{H-C-H}\) близки к \(109{,}5^\circ\). В алканах такая геометрия сохраняется вокруг каждого углеродного атома, соединённого только одинарными связями.

!
Не путайте гибридизацию и форму всей молекулы

sp³-гибридизация описывает прежде всего расположение связей вокруг одного атома углерода. Форма всей молекулы может быть иной, особенно если в ней есть несколько атомов или неподелённые электронные пары. Также sp³ не означает наличие именно четырёх связей с водородом: углерод может быть связан с углеродом и другими атомами.

Проверьте себя

Какой угол приблизительно образуют две связи вокруг sp³-гибридизованного атома углерода?

Главное за минуту

Главное

  • При sp³-гибридизации одна \(s\)- и три \(p\)-орбитали образуют четыре одинаковые гибридные орбитали.
  • Связи вокруг sp³-гибридизованного углерода направлены к вершинам тетраэдра; угол между ними примерно \(109{,}5^\circ\).
  • Для алканов со связями только одинарного типа характерны sp³-гибридизация углерода и \(\sigma\)-связи.