🟦🟦🟦🟦 Поехали 🚀 Немного базы:

Ковалентная связь образована общей электронной парой двух атомов.

Если оба атома одновалентны 🆑, всё тупо: вот вам два шарика, а между их центрами общая эл. пара 🧪 : 🧪. Если же связей больше, начинается интересное.

У углерода 🧪 на внешнем уровне 4️⃣валентных электрона. Но электроны - это не шарики и не стрелочки, как их упрощенно рисуют - это объекты квантового мира, совершенно не похожего на наш мир. Они не находятся где-то конкретно, а будто «размазаны» по некоторой области, которую мы называем электронным облаком (подробнее тут)

Сами облака тоже разные:
🌟электрон s-орбитали образует шарообразное 🟠 облако,
🌟электрон p-орбитали «размазан» по гантелеобразной ♾️ области вокруг ядра (см рис.⬆️)

НО❗️ Так ведут себя электроны на орбиталях изолированного атома, сферического коня углерода в вакууме!
Если же атом взаимодействует с другими атомами, то на поведение электрона влияет не только атом-хозяин, но и соседи. Вот почему в молекулах имеют значение не атомные орбитали, а молекулярные орбитали ➡️ электронные облака иной формы! Именно из-за взаимодействия между атомами и возникает та самая гибридизация.

Сам термин, «гибридизация» может ввести ученика в заблуждение.

Нет, господа, никто не скрещивал круглое облако с гантелями, как таксу с пекинесом.

Форма гибридизованных облаков определяется сложными квантовыми уравнениями, которые выходят не только за рамки школьной, но даже большинства вузовских программ!

Нам же приходится смириться с результатом этой квантовой вакханалии, которая выглядит буквально так, будто одно круглое (s), и три гантелеобразных (p) облака чудесно скрестились, и дали четыре смешанных электронных облака, кончики которых и образуют ковалентную связь с соседними атомами. Это мы и называем sp³-гибридизацией.
Именно кончики этих видоизмененных облаков пересекаются с облаками связанного атома.

Область наложения облаков - это особая область, в которой повышена электронная плотность, эту область мы условно называем электронной парой. А связь, образованную этой парой между атомами, мы называем σ-связь (сигма-связь).

Важный момент. Посмотрите на рисунке⬆️как выглядели облака до гибридизации и после. Сначала три негибридизованные «гантели» располагались взаимоперпендикулярно по трем осям пространства. После гибридизации имеем четыре одинаковых облака, на кончиках которых, условно, и располагается общая электронная пара.
Но ведь эти области - области повышенной электронной плотности, то бишь отрицательного заряда. А что делает отрицательный заряд с таким же зарядом? Верно, отталкиваются! Все четыре гибридизованные орбитали стараются максимально удалиться друг от друга, не отдаляясь при этом от положительного центра атома. Такое максимальное удаление достигается, когда σ-связи образуют правильный тетраэдр, см⬆️рис.

На этом месте кто-то вздохнет:

Ну супер, он настрочил три страницы текста, чтобы напомнить мне строение ⚫️

Нет, друзья, ❌! Дело ж не только в метане!
Любой атом, находящийся в состоянии sp³-гибридизации будет давать тот же рисунок. Посмотрите на атомы углерода в изопентане⬆️, каждый углерод в цепочке будет располагать σ-связи тем же тетраэдром, из-за чего цепочки и веточки алканов имеют такое узнаваемое строение.

Но самое интересное дальше: многие думают, что все эти гибридизации, это личная фишка углерода. А вот и хренушки! Все атомы, имеющие у себя четыре электронные пары, будут образовывать тетраэдр. Это частный случай метода Гиллеспи (о нем подробнее позже).

Посмотрите на молекулу аммиака 🌫 Ее центральный атом 🧪 имеет❤️неспаренных электрона, образующие электронные пары с тремя водородами. Но есть еще неподелённая пара, она тоже участвует в гибридизации и отталкивает другие пары от себя, вот почему молекула аммиака похожа на треугольную пирамиду с бóльшим основанием (см рис.⬆️) Если же насадить на неподелённую пару протон 🔴, получаем ион аммония вполне правильного тетраэдрического строения.

Ну как, выдержали? На следующей неделе будет еще больше мякотки😌