COVALENT BONDING:ORBITALS
HYBRIDIZATION (9.1)
HYBRIDIZATION
Consider methane,CH4
C  has 4 valence electrons 1s2 2s2 2p2
This suggests that there would be two kinds ofC-H bonds: one involving a 2s e- on carbonpairing with the 1s on H and the other involvinga 2p e- on carbon pairing with the 1s on H.
Expt evidence confirms that the four C-H bondsin CH4 are identical and that CH4is tetrahedral.
Figure 9.1 a & b  a) The LewisStructure of the Methane Moleculeb) The Tetrahedral MolecularGeometry of the Methane Molecule
fig_09_01ab
HYBRIDIZATION (2)
To resolve this conflict, promote a 2selectron to the empty 2p orbital, then mixor hybridize the 2s (1) and 2p (3) orbitalsto form four  identical hybrid AOs namedsp3
These hybrid atomic orbitals overlap withthe 1s orbital on hydrogen to form thecovalent C-H bond (sp3 – 1s).
Hybrids form to minimize total energy.
HYBRIDIZATION (3)
Using the VSEPR rules, C has fourcovalent bonds and has tetrahedralmolecular geometry.  The H-C-H bondangle = 109.5o.  This agrees with exptalmeasurements (4 identical C-H bonds).
Hybridization integrates electronconfigurations with expt measurements.
Other hybrids:  sp(3 e pairs),  sp (2),dsp3 (5), d2sp3 (6)
Figure 9.24Relationshipof theNumber ofEffectivePairs, TheirSpatialArrangement,and theHybrid OrbitalSet Required
fig_09_24
Figure 9.8  The Hybridization of the s,px, and py Atomic Orbitals Results inthe Formation of Three sp2 OrbtitalsCentered in the xy Plane
ch09_08
Figure 9.9  An Orbital Energy-Level Diagram for sp2Hybridization
ch09_09
Figure 9.11  The Sigma Bondsin Ethylene
fig_09_11
Figure 9.13  (a)The OrbitalsUsed to Form the Bonds inEthylene (b) The Lewis Structurefor Ethylene
fig_09_13
Figure 9.16  The Orbital Energy-Level Diagram for the Formationof sp Hybrid Orbitals on Carbon
ch09_16
Figure 9.20 a-d  (a) The sp hybridized N atom(b) The  bonds in the N2 molecule (c) The twopi bonds in N2 are formed when electron pairsare shared between two sets of parallel porbitals (d) The total bonding  picture of N2
fig_09_20ad
Figure 9.21  A Set of dsp3 HybridOrbitals on Phosphorus Atom
fig_09_21
Figure 9.23  An Octahedral Setof d2sp3 Orbitals on Sulfur Atom
fig_09_23
Figure 9.24Relationshipof theNumber ofEffectivePairs, TheirSpatialArrangement,and theHybrid OrbitalSet Required
fig_09_24
HYBRIDS AND MOLECULARSTRUCTURE
Write  Lewis structure and use VSEPRmethod to predict e pair geometry
Select hybridization scheme this isconsistent with VSEPR prediction (Fig9.24)
Identify orbital overlap
Form multiple bonds if needed
Determine molecular geometry
HYBRIDS AND MULTIPLEBONDS (1)
Use Valence Bond method to determine 3-dimensional structure of hydrocarbonswith double and triple bonds (planar)
Sigma () or end-to-end orbital overlapbond
Pi () or side-by-side orbital overlap bond
Geometric isomers (2-butene)
Benzene and other aromatic compounds
HYBRIDS AND MULTIPLEBONDS (2)
A single bond has one sigma bond.
A double bond has one sigma bond andone pi bond.
A triple bond has one sigma bond and twopi bonds.