DIBUJOS DE VARIOS TIPOS DE ESQUELETOS QUIMICOS PARA REPRESENTAR LA HIBRIDACION SP3, SP2 Y SP.

Molécula de metano, con hibridación sp³

En resumen, puede decirse que el carbono tiene la posibilidad de enlazarse hasta con cuatro átomos distintos -el monóxido de carbono, con un átomo de carbono unido a un único átomo de oxígeno es una excepción-, es decir, dispone de cuatro enlaces disponibles; pero no siempre actúa así. Los cuatro orbitales -que son los que hacen posibles los enlaces- de que dispone el carbono no son idénticos, ya que uno de ellos -el orbital 2s según la terminología química- es diferente de los otros tres orbitales 2p. Sin embargo en la práctica lo que ocurre es que estos orbitales se hibridan, creando unos orbitales híbridos que comparten las características de sus progenitores siendo esta vez todos ellos idénticos. Así, la opción más inmediata es disponer de cuatro orbitales híbridos sp³, terminología que quiere decir que cada uno de estos cuatro orbitales está formado por una cuarta parte del orbital s original y las tres cuartas partes restantes procedentes de los orbitales p.
Estos orbitales tienen una geometría determinada que puede ser calculada gracias a la mecánica cuántica, resultando una estructura tetraédrica. Es decir, podemos imaginarnos al carbono como una bolita de la que surgen cuatro enlaces a modo de barra, todos idénticos y dibujando los vértices de un tetraedro en cuyo centro estaría el átomo de carbono. Ésta es la configuración más habitual del carbono, y es la que determina la geometría de muchos de sus compuestos, desde el diamante -carbono puro cristalizado en una red tetraédrica- hasta el metano, con un átomo de carbono rodeado de cuatro hidrógenos también en forma tetraédrica.

Cadena lineal de átomos de carbono tetraédricos, con hibridación sp³

Si en vez de un único átomo de carbono consideramos una cadena de átomos del mismo, nos encontraremos con un esqueleto aproximadamente lineal, pero con los eslabones zizagueando de forma cíclica, ya que el ángulo formado entre los sucesivos átomos de carbono es el que determina la geometría tetraédrica, 109,5º concretamente. Además esta distribución no es plana, sino tridimensional, un factor a tener en cuenta tal como veremos más adelante. Puesto que cada uno de los átomos de carbono de la cadena tendrán ocupados dos de sus cuatro enlaces con los carbonos vecinos -salvo que sean terminales, en cuyo caso sólo ocuparán uno-, le quedarán libres los dos restantes con los que se podrá enlazar con otros átomos o grupos de átomos, bien de carbono bien de elementos químicos distintos.
Pero, tal como apuntaba, no es esta la única posibilidad que tiene el carbono de formar enlaces. Otra opción es que hibride sólo tres de sus cuatro orbitales, concretamente el s y dos de los tres p, formando tres híbridos sp². Éstos tienen una geometría diferente de los anteriores, ya que forman un triángulo equilátero con ángulos entre sí de 120º. Y son planos, a diferencia de los sp³. Así pues, una molécula o fracción de molécula en la que los átomos de carbono presenten esta hibridación será asimismo plana.