Lai hóa quỹ đạo là khái niệm trộn các quỹ đạo nguyên tử để tạo thành mới quỹ đạo lai. Các quỹ đạo mới này có năng lượng, hình dạng khác nhau, v.v., so với các quỹ đạo nguyên tử ban đầu. Các quỹ đạo mới sau đó có thể chồng lên nhau để tạo thành liên kết hóa học.
Một ví dụ là sự lai hóa của nguyên tử carbon trong metan, CH. Chúng ta biết rằng tất cả bốn liên kết C - H trong metan là tương đương. Chúng hướng về các góc của một khối tứ diện đều với góc liên kết 109,5 °.
Do đó, carbon phải có bốn quỹ đạo với sự đối xứng chính xác để liên kết với bốn nguyên tử hydro.
Cấu hình trạng thái cơ bản của nguyên tử carbon là
Chúng ta có thể thấy cấu hình này ở phía bên trái của sơ đồ trên.
Nguyên tử carbon có thể sử dụng hai quỹ đạo p đơn lẻ của nó để tạo thành hai liên kết cộng hóa trị với hai nguyên tử hydro, cho năng suất · CH ·. Đây không phải là mêtan.
Nguyên tử carbon cũng có thể kích thích một electron từ quỹ đạo 2s đến quỹ đạo 2p trống, như trong đường chấm chấm ở trên. Điều này cho bốn quỹ đạo đơn lẻ chiếm đóng.
Các liên kết C - H được hình thành bằng cách trùng lặp với ba quỹ đạo 2p sẽ có các góc liên kết là 90 °. Liên kết C - H được hình thành do trùng lặp với quỹ đạo 2s sẽ ở một số góc khác. Đây không phải là cấu trúc của metan.
Nếu các quỹ đạo 2s và 2p được trộn lẫn về mặt toán học ("lai"), chúng ta sẽ nhận được bốn quỹ đạo tương đương mới. Toán học dự đoán các góc liên kết là 109,5 ° - chỉ là những gì chúng ta thấy trong mêtan.
Năng lượng được giải phóng bằng cách hình thành bốn liên kết bù quá mức cho năng lượng kích thích cần thiết. Do đó, sự hình thành của bốn liên kết C - H được ưa chuộng về mặt năng lượng.
Hi vo ng điêu nay co ich.