SP3hybridisaatio

Sp3-hybridisaatio on kemian käsite, jolla kuvataan, miten atomin s- ja kolmen p-orbitaalin elektronipilvit sekoittuvat muodostamaan neljä identtistä hybridi-orbitaalia. Nämä sp3-hybridi-orbitaali muodostavat tetraedrisen suuntautumisen, jonka kulmat ovat noin 109,5 astetta. Sp3-hybridisaation avulla voidaan selittää, miksi atomin ympärillä on neljä sigma-sidosta tai muuta elektroniyhteyttä.

Käytännössä sp3-hybridisaatio tarkoittaa s- ja p-orbitaaleiden kombinaatiota, joka tuottaa neljä sp3-hybridi-orbitaalia. Näiden orbitaleiden suuntautuminen neljään eri suuntaan mahdollistaa kovalenttiset sidokset tai elektroniparin sijoittumisen siten, että molekyylin geometria on mahdollisimman vähän pakettu.

Esimerkkejä sp3-hybridisaation vaikutuksista ovat hiilien ja epätyypillisten yhdisteiden rakenne. Metaani CH4 muodostaa neljä C-H-sidosta sp3-hybridisaation kautta, ja atomin ympärillä vallitsee tetraedrinen muoto. Natrium- ja silaneissa SiH4 sekä ammoniakissa NH3 atomin ympärillä ilmenee kolme kovalenttia sidosta ja yksi yksitoikkoinen elektronipari, jonka vuoksi geometria on lähellä tetraedriä, mutta hieman poikkeaa, johtuen lone pairin vaikutuksesta.

Sp3-hybridisaatio on kuvaava malli, jota käytetään organiskessa kemiassa perustellakseen kiteisten ja molekyylirakenteiden nelikulmaisia eli saturoituja yhteyksiä. Se on osa valenssihybridisaation kokonaisuutta, ja sitä vasten voidaan verrata sp2- ja sp-hybridisaatioihin, jotka liittyvät kaksois- ja kolmoissidoksiin sekä kolmiulotteiseen rakenteeseen. On kuitenkin muistettava, että hybridisaatio on yksinkertaistava malli; tarkempi kuvaus molekyylin elektronirakenteesta voidaan antaa molekyylien MO-teorian kautta.