2.2. Гибридизация атомных орбиталей

При sp²-гибридизации (плоскостно-тригональной) смешиваются одна s- и две p-АО. В этом случае образуются три равноценные sp²-гибридные орбитали, расположенные в одной плоскости под углом 120°. Третья р-орбиталь остается негибридизованной и ориентируется перпендикулярно плоскости расположения гибридных орбиталей. 

  Виртуальная модель sp²-атома

Для элементов 2-го периода sp²-гибридизация происходит по схеме:

2s¹ + 2p_x¹ + 2p_y¹ = (2sp²)³; 

2p_z-АО в гибридизации не участвует. 

(иллюстрация)

Гибридные 2sp²-АО могут образовывать три σ-связи, р-АО участвует в образовании π-связи. Модели молекул, содержащих sp²-атомы.

Случаи  sp²-гибридизации атомов.
Атомы углерода в sp²-гибридном состоянии образуют такие аллотропные формы как графит, графен и фуллерены (например, С₆₀-фуллерен, виртуальная модель). 

sp²-Гибридизация характерна:

• для атомов С, N, O и др. с двойной связью, например, этилен H₂C=CH₂ (анимация, виртуальная модель);
  
• для карбокатионов R₃C⁺;
• в определенной степени для свободных радикалов R₃C•.

Кроме того, sp²-состояние оказывается выгодным и для атомов с отрицательным зарядом или с неподелённой парой электронов, если такой атом связан с другим sp²- или sp-атомом.

Например, отрицательно заряженный атом углерода в аллил-анионе имеет тригональную конфигурацию, свойственную sp²-гибридизации. В этом случае неподелённая электронная пара находится на негибридной р-АО. Такое состояние стабилизировано за счёт перекрывания p-орбитали с π-МО кратной связи.