Na rysunku I przedstawiono schemat powstawania wiązań w cząsteczce węglowodoru,
w której skład wchodzą 2 atomy węgla i 4 atomy wodoru. Oba atomy węgla są równocenne
(mają identyczne właściwości). Każdy z nich jest połączony z 2 atomami wodoru i z atomem
węgla. Z przedstawionego schematu wynika, że w powłoce walencyjnej każdego atomu węgla
są 3 równocenne orbitale zhybrydyzowane (hybrydy), których oddziaływanie z orbitalami 1s
2 atomów wodoru i orbitalem zhybrydyzowanym drugiego atomu węgla prowadzi
do powstania cząsteczki płaskiej: wszystkie tworzące ją atomy leżą w jednej płaszczyźnie,
a osie wiązań C–H i C–C budujących jej szkielet przecinają się pod kątem 120°. Stan,
w którym w powłoce walencyjnej atomu węgla istnieją 3 równocenne orbitale
zhybrydyzowane, wymaga założenia, że powstały one w wyniku „wymieszania” również
3 (różnych) walencyjnych orbitali atomowych: 1 podpowłoki 2s i 2 podpowłoki 2p,
co zapisujemy symboliczne jako sp2.
Na rysunku II przedstawiono schemat powstawania wiązań w cząsteczce węglowodoru,
w której skład wchodzą 2 atomy węgla i 2 atomy wodoru. Oba atomy węgla są równocenne.
Każdy z nich jest połączony z atomem wodoru i z atomem węgla. Z przedstawionego schematu wynika, że w powłoce walencyjnej każdego atomu węgla są dwa równocenne
orbitale zhybrydyzowane, których oddziaływanie z orbitalem 1s atomu wodoru i orbitalem
zhybrydyzowanym drugiego atomu węgla prowadzi do powstania cząsteczki liniowej:
wszystkie tworzące ją atomy leżą na jednej prostej. Stan, w którym w powłoce walencyjnej
atomu węgla istnieją 2 równocenne orbitale zhybrydyzowane, wymaga założenia, że powstały
one w wyniku „wymieszania” również 2 (różnych) walencyjnych orbitali atomowych:
1 podpowłoki 2s i 1 podpowłoki 2p, co zapisujemy symboliczne jako sp.
Na tej podstawie możemy stwierdzić, że zdanie 1. jest fałszywe – atomom węgla
w cząsteczce związku chemicznego I przypisuje ono hybrydyzację sp3 zamiast sp2, zaś zdanie
2. jest prawdziwe.
Aby rozstrzygnąć, czy prawdziwe jest zdanie 3., powinniśmy rozważyć budową cząsteczki
każdego związku. Widzimy, że w przypadku cząsteczki, której schemat przedstawiono na
rysunku I, przy każdym atomie węgla pozostaje 1 elektron walencyjny orbitalu 2p, a oś tego
orbitalu jest prostopadła do płaszczyzny cząsteczki. W wyniku oddziaływania 2 orbitali 2p
obu atomów węgla (bocznego „nałożenia”) powstaje orbital molekularny typu π.
W cząsteczce tej atomy węgla są więc połączone wiązaniem podwójnym. W cząsteczce,
której szkielet ilustruje rysunek II, przy każdym atomie węgla pozostają 2 orbitale
podpowłoki 2p, w wyniku ich oddziaływania powstaną zatem 2 orbitale molekularne typu π,
a więc w tym przypadku wiązanie między atomami węgla jest potrójne i dlatego wiązanie
między atomami węgla cząsteczce związku II jest krótsze. Zdanie 3. jest wobec tego fałszywe.