sp3hybridisatie

Sp3-hybridisatie is een concept uit de valentiebindingstheorie waarin één s- en drie p-orbitalen van een atoom worden gemengd tot vier equivalente hybrideorbitalen. Deze hybrideorbitalen zijn gericht naar de vier hoekpunten van een tetraëder, waardoor ze optimale richting geven aan aangrenzende atomaire bindingen.

Elke sp3-hybridorbital bevat ongeveer 25% s-character en 75% p-character. De resulterende geometrie rond het centrale atoom is tetraëdrisch wat leidt tot een bindingshoek van ongeveer 109,5 graden.

Voorbeelden: koolstofverbinding CH4 gebruikt koolstof met vier sp3-hybriden die elk een C–H σ-binding vormen. Water (H2O) heeft zuurstof met twee lone paren en twee O–H σ-bindingen; de elektronengeometrie is tetraëdrisch maar de moleculaire geometrie is gebogen. Ammoniak (NH3) heeft drie bindingsparen en één lone pair, wat resulteert in een trigonaal-piramidale moleculaire geometrie.

Beperkingen en varianten: sp3-hybridisatie is een vereenvoudigd model binnen de valentiebindende theorie en gaat uit van s- en p-orbitalen. Voor sommige elementen in de derde periode en hoger worden sp3d- of sp3d2-hybridisaties gebruikt om geometrieën zoals trigonaal bipiramidaal of octaëdrisch te verklaren (bijv. PF5, SF6). In de moderne theorieën spelen MO-benaderingen en elektronendistributie een grotere rol; sp3-hybridisatie blijft echter een nuttig hulpmiddel bij het uitleggen van moleculaire geometrie en bindingpatronen in veel koolstofverbindingen.