Именно так я и представляю себе гибридизацию.
Как я бы ответил на ваш вопрос? Я бы сказал так: это другое. Если мысленно представить гибридизацию как связывание s и p орбиталей – то да, у нас половина лопасти (мой перевод слова lobe) р-орбитали связывается, а другая разрыхляется. В первом приближении Хюккеля, если мы пренебрежем интегралом перекрытия S, мы получаем в общей сумме нуль: связывание и разрыхление нивелируют друг друга.
Но это не рушит картину теории гибридизации. Можно сказать, что в пустом атоме – да, действительно, орбиталям без разницы в какой форме быть. Но когда мы образуем соединение углерода с 4 атомами – гибридизованные орбитали выигрывают потому что как раз одна из их лопастей может лучше связываться с орбиталями другого атома.
Интересное примечание: если не пренебрегать интегралом S, мы получим, что гибридизованные орбитали должны быть выше по энергии, чем негибридизованные: ибо разрыхление чуть сильнее связывания. А интересно здесь то, что вроде бы это логично: мы смешиваем 2s орбитали с 2p орбиталями, а первые ниже по энергии вторых. Т.е. должно получиться что-то посередине.
Хотя, опять же, важно понимать, что теория гибридизации была придумана еще до понимания квантовой структуры атома для объяснения того почему у углерода в метане все 4 связи одинаковые если один электрон находится в s орбитали, а три в p.
И
совершенно верно. Хотя
я бы не сказал, что они прям жить друг с другом не могут. Они просто разные.
Хотя, справедливости ради, конкретно в данном случае жизнь полна иронии: гибридизацию придумали, чтобы объяснить почему все 4 связи одинаковые, и для этого родили 4 одинаковых орбитали.
А что нам скажут волновые функции метана? Давайте посмотрим (посмотрим на 5 заполненных).
n=1.
n=2
n=3
n=4
n=5
Орбитали n=3, n=4, n=5 вырожденные и сняты с одного ракурса.
Иными словами что мы имеем?) Три вырожденные орбитали и одну орбиталь пониже. Déjà vu