La teoría de la hibridación explica cómo los átomos pueden formar enlaces covalentes más allá de lo previsto por su configuración electrónica original. El carbono experimenta tres tipos principales de hibridación: sp3, sp2 y sp. La hibridación sp3 permite al carbono formar 4 enlaces simples tetraédricos. La hibridación sp2 forma enlaces dobles planos, mientras que la hibridación sp forma enlaces triples lineales.

1. Hibridación del carbono
Existen innumerables moléculas en que determinados
elementos químicos establecen un cierto numero de enlaces
covalentes comunes, más allá que estos enlaces no
estuviesen previstos por la configuración electrónica de los
átomos de esos elementos.
En el intento de explicar lo que sucede, se creó la teoría de
la hibridación.
La palabra hibridación muchas veces se refiere al cruce de
dos especies diferentes entre si, dando origen a una nueva
especie, de características intermedias a aquellas de las
especies de origen.
Es más o menos esa la idea que debemos tener en relación a
la hibridación de orbitales.
Como el elemento carbono sufre varios tipos diferentes de
hibridación y es un elemento químico muy importante,
usaremos el carbono para ejemplificar la teoría de la
hibridación.

2. Hibridación sp³ (enlace simple C-C):
En seguida, se hibrida el orbital 2s con los 3 orbitales 2p para formar 4 nuevos orbitales
híbridos que se orientan en el espacio formando entre ellos, ángulos de separación 109.5°.
Esta nueva configuración del carbono hibridado se representa así:
A cada uno de estos nuevos orbitales se los denomina sp³, porque tienen un 25% de carácter
S y 75% de carácter P. Esta nueva configuración se llama átomo de carbono híbrido, y al
proceso de transformación se llama hibridación.
De esta manera, cada uno de los cuatro orbitales híbridos sp³ del carbono puede enlazarse a
otro átomo, es decir que el carbono podrá enlazarse a otros 4 átomos, así se explica la
tetravalencia del átomo de carbono.
Debido a su condición híbrida, y por disponer de 4 electrones de valencia para formar
enlaces covalentes sencillos, pueden formar entre sí cadenas con una variedad ilimitada
entre ellas: cadenas lineales, ramificadas, anillos, etc. A los enlaces sencillos –C-C- se los
conoce como enlaces sigma.

3. Hibridación sp² (enlace doble C=C):
Los átomos de carbono también pueden formar entre sí enlaces dobles y triples,
denominados instauraciones. En los enlaces dobles, la hibridación ocurre entre el orbital 2s
y dos orbitales 2p, y queda un orbital p sin hibridar. A esta nueva estructura se la representa
como:
1s² (2sp²)¹ (2sp²)¹ (2sp²)¹ 2p¹
Al formarse el enlace doble entre dos átomos, cada uno orienta sus tres orbitales híbridos
con un ángulo de 120°, como si los dirigieran hacia los vértices de un triángulo equilátero.
El orbital no hibridado queda perpendicular al plano de los 3 orbitales sp².
A este doble enlace se lo denomina π (pi), y la separación entre los carbonos se acorta. Este
enlace es más débil que el enlace σ (sigma) y, por tanto, más reactivo.
Este tipo de enlace da lugar a la serie de los alquenos.

4. Hibridación sp (enlace triple C≡C):
El segundo tipo de insaturación es el enlace triple: el carbono hibrida su orbital 2s con un
orbital 2p. Los dos orbitales p restantes no se hibridan, y su configuración queda:
1s² (2sp)¹ (2sp)¹ 2py¹ 2pz¹
Al formarse el enlace entre dos carbonos, cada uno traslada uno de sus 2 orbitales sp para
formar un enlace sigma entre ellos; los dos orbitales p sin hibridar de cada átomo se
trasladan formando los dos enlaces (π) restantes de la triple ligadura, y al final el último
orbital sp queda con su electrón disponible para formar otro enlace.
A los dos últimos enlaces que formaron la triple ligadura también se les denomina enlaces
pi(π), y todo este conjunto queda con ángulos de 180° entre el triple enlace y el orbital sp
de cada átomo de carbono, es decir, adquiere una estructura lineal.
La distancia entre estos átomos se acorta más, por lo que es incluso más reactivo que el
doble enlace.