Orbitalhybridisierung
Unter Orbitalhybridisierung versteht man die Vermischung der äußeren Schalenorbitale eines Atoms, damit es die Oktettregel erfüllen kann. Für Kohlenstoff bedeutet dies, dass sich die Elektronen in den 2s, 2px und 2py zu neuen, gleichwertigen Orbitalen verbinden. Wenn das Kohlenstoffatom nur Einfachbindungen bildet, entstehen durch sp3-Hybridisierung vier gleiche Orbitale. Wird eine Doppelbindung gebildet, so entstehen durch sp2-Hybridisierung drei gleiche Orbitale, wobei ein einziges 2p-Orbital übrig bleibt, das den zweiten Teil der Doppelbindung bildet. Wird eine Dreifachbindung gebildet, entstehen durch sp-Hybridisierung 2 gleiche Orbitale, wobei zwei 2p-Orbitale übrig bleiben, um den zweiten und dritten Teil der Doppelbindung zu bilden.
Wenn Kohlenstoff Bindungen mit hybridisierten Orbitalen bildet, handelt es sich um eine σ-Bindung (Sigma-Bindung). Die Bindungen, die mit nicht hybridisierten Orbitalen für den verbleibenden Teil der Doppel- oder Dreifachbindungen gebildet werden, nennt man π-Bindungen (Pi-Bindungen).