化学的なハイブリダイゼーションは、その概念原子価結合（TEV）の理論の欠陥をカバーするために1931年に化学者ライナス・ポーリングによって導入された原子軌道の「ミックス」です。どんな欠陥？これらは、メタン（CH 4）のような分子の分子形状と等価結合長です。
TEVによると、メタンでは、C原子軌道は4つのH原子と4つのσ結合を形成します。2p軌道は、Cのフォルマ形状（下の画像）で互いに垂直であるため、Hは他の人から90度の角度で。
さらに、Cの2s（球形）軌道は、他の3つのHに対して135°の角度でHの1s軌道に結合します。ただし、CH 4の角度は109.5°であり、さらに、C – H結合の長さは同じです。
これを説明するには、元の原子軌道の組み合わせを考慮して、（等しいエネルギーの）4つの縮退ハイブリッド軌道を形成する必要があります。ここで化学的ハイブリダイゼーションが始まります。ハイブリッド軌道はどのようなものですか？それらを生成する原子軌道に依存します。また、それらは電子特性の混合を示します。
Spハイブリダイゼーション
CH 4の場合、Cのハイブリダイゼーションはsp 3です。このアプローチから、分子の幾何学は109.5ºで分離された4つのsp 3軌道で説明され、四面体の頂点を指しています。
上の画像では、sp 3軌道（緑）が原子の周りの四面体電子環境（A、CH 4の C）を確立する方法を示しています。
別のジオメトリを「描く」ために、なぜ他の角度ではなく109.5ºなのですか？その理由は、この角度がAに結合する4つの原子の電子反発を最小限に抑えるためです。
したがって、CH 4分子は四面体（四面体分子形状）として表すことができます。
Hの代わりに、Cが他の原子団と結合を形成した場合、それらの混成はどうなるでしょうか？炭素が4つのσ結合（C – A）を形成している限り、それらの混成はsp 3になります。
その結果、CH 3 OH、CCl 4、C（CH 3）4、C 6 H 12（シクロヘキサン）などの他の有機化合物では、炭素にsp 3ハイブリダイゼーションがあると想定できます。
これは、単結合炭素が分岐点を表す有機構造のスケッチに不可欠です。つまり、構造は単一の平面に残りません。
解釈
数学的側面（波動関数）を取り上げずに、これらのハイブリッド軌道の最も単純な解釈は何ですか？sp 3軌道は、1つのsと3つのpの4つの軌道によって発生したことを意味します。
これらの原子軌道の組み合わせは理想的であると想定されているため、結果の4つのsp 3軌道は同一であり、空間（p x、p、および p z軌道など）で異なる方向を占めます。
上記は、残りの可能なハイブリダイゼーションに適用できます。形成されるハイブリッド軌道の数は、結合される原子軌道の数と同じです。たとえば、sp 3 d 2ハイブリッド軌道は、1つのs、3つのp、2つのdの6つの原子軌道から形成されます。
結合角偏差
バレンシアシェル電子対反発理論（RPECV）によれば、自由電子のペアは結合原子よりも多くの体積を占めます。これにより、リンクが離れ、電圧が下がり、角度が109.5ºから外れます。
たとえば、水分子では、H原子はsp 3軌道（緑色）に結合しており、共有されていない電子のペア "："がこれらの軌道を占めています。
これらの電子対の反発力は通常、「目が付いた2つの地球」として表され、その体積により、2つのσO – H結合を反発します。
したがって、水中では、結合角は実際には105度であり、4面体ジオメトリで予想される109.5度ではありません。
H 2 Oにはどのようなジオメトリがありますか？角度のある形状です。どうして？電子幾何学は四面体ですが、2組の非共有電子がそれを角のある分子幾何学に歪めます。
Spハイブリダイゼーション
原子が2つのp軌道と1つのs軌道を組み合わせると、3つのsp 2ハイブリッド軌道が生成されます。ただし、1つのp軌道は変化しません（3つあるため）。これは、上の画像ではオレンジ色のバーとして表されています。
ここでは、3つのsp 2軌道すべてが緑色に着色され、オレンジ色のバーとの違いが強調されています。「純粋な」p軌道です。
sp 2ハイブリダイゼーションの原子は、頂点が120ºの角度で区切られ、バーに対して垂直である、平らな三角床（sp 2軌道で緑に描かれた三角形）として視覚化できます。
そして、純粋なp軌道はどのような役割を果たしますか？二重結合（=）を形成するもの。sp 2軌道は3つのσ結合の形成を可能にしますが、純粋なp軌道は1つのπ結合を形成します（二重または三重結合は1つまたは2つのπ結合を含みます）。
たとえば、カルボニル基とホルムアルデヒド分子（H 2 C = O）の構造を描画するには、次の手順に従います。
CとOの両方のsp 2軌道はσ結合を形成し、その純粋な軌道はπ結合（オレンジ色の長方形）を形成します。
残りの電子グループ（H原子と共有されていない電子のペア）が120º離れた他のsp 2軌道にどのように配置されているかがわかります。
Spハイブリダイゼーション
上の画像には、spハイブリダイゼーションを伴うA原子が示されています。ここでは、1つのs軌道と1つのp軌道が結合して、2つの縮退したsp軌道が形成されます。ただし、2つの純粋なp軌道は変更されないままになり、Aが2つの二重結合または1つの三重結合（≡）を形成できるようになります。
言い換えれば、構造内のCが上記に準拠している場合（= C =またはC≡C）、そのハイブリダイゼーションはspです。遷移金属など、他のあまり説明されていない原子の場合、dおよびf軌道も考慮されるため、電子および分子の幾何学の説明は複雑になります。
ハイブリッド軌道は180度の角度で分離されています。このため、結合した原子は直線的な分子形状（BAB）に配置されます。最後に、下の画像でシアン化物アニオンの構造を見ることができます：
参考文献
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