Wenn Atome Elektronen mit anderen Atomen teilen, um chemische Bindungen zu bilden, verschmelzen die Orbitale, die die an der Bindung beteiligten Elektronen enthalten, zu einem „hybriden“ Orbital. Die Zahl der gebildeten Hybridorbitale hängt von der Zahl der Elektronen ab, die die äußersten Orbitale, die sogenannte Volantschale, besetzen. Chemiker verwenden Hybridorbitale, um zu erklären, warum verschiedene Moleküle bestimmte geometrische Formen annehmen.
Zeichnen Sie die Lewis-Punkt-Struktur des betrachteten Moleküls. Dies beinhaltet typischerweise die Bestimmung der Anzahl der Valenzelektronen, die die Valenzschale für jedes Atom im Molekül besetzen; Herstellen einer Bindung, die zwei Elektronen darstellt, zwischen den Zentralatomen und allen anderen Atomen; dann Hinzufügen von Doppelbindungen nach Bedarf, um sicherzustellen, dass jedes Atom insgesamt acht Elektronen besitzt oder teilt. In Tetrachlorkohlenstoff oder CCl4 beispielsweise stellt Kohlenstoff das Zentralatom dar und bringt vier Elektronen mit sich, weil es die Gruppe 4A im Periodensystem einnimmt; jedes Chloratom bringt sieben Elektronen, weil es die Gruppe 7A besetzt. Die Anordnung, die jedem Atom im Molekül acht Elektronen verleiht, beinhaltet eine Einfachbindung zwischen Kohlenstoff und jedes der Chloratome, und jedes Chloratom enthält zusätzlich sechs nichtbindende Elektronen.
Zählen Sie die Anzahl der Elektronendomänen des Zentralatoms im Molekül, indem Sie die Anzahl der ungepaarten Elektronen und Bindungen am Zentralatom notieren. Beachten Sie, dass eine Einfach-, Doppel- oder Dreifachbindung jeweils als eine Elektronendomäne zählt. Ein einsames Paar nichtbindender Elektronen zählt ebenfalls als eine Elektronendomäne. Das Tetrachlorkohlenstoff-Beispiel aus Schritt 1 besteht aus vier Einfachbindungen zu Chloratomen und null freien Elektronenpaaren, enthält also insgesamt vier Elektronendomänen.
Bestimmen Sie die Hybridisierung des Atoms, indem Sie die Anzahl der in Schritt 2 bestimmten Elektronendomänen mit dem entsprechenden Hybridisierungsschema korrelieren. Die fünf Haupthybride sind sp, sp2, sp3, sp3d und sp3d2, die zwei, drei, vier, fünf bzw. sechs Elektronendomänen entsprechen. Tetrachlorkohlenstoff mit vier Elektronendomänen zeigt ein sp3-Hybridisierungsschema. Dies bedeutet, dass das Zentralatom insgesamt vier Hybridorbitale enthält, die durch Kombination von einem s-Typ-Orbital und drei p-Typ-Orbitalen gebildet werden.