Teori ikatan valensi dapat juga diterapkan dalam molekul poliatomik, tetapi dibutuhkan skema khusus tertentu untuk menjelaskan geometri molekul. Berikut adalah contoh perlakuan teori ikatan valensi terhadap ikatan dalam molekul poliatomik.

a. Hibridisasi sp3

Untuk menjelaskan mengenai hibridisasi sp3 pada molekul poliatomik, akan digunakan contoh molekul metana (CH4). Metana memiliki atom pusat sebuah karbon yang berkoordinasi secara terahedral. Oleh karena itu, atom karbon pusat haruslah memiliki orbital-orbital yang simetri tepat dengan 4 atom hidrogen. Konfigurasi dasar dari karbon adalah :

Dengan teori ikatan valensi, maka dapat diprediksi bahwa berdasarkan pada keberadaan dua orbital yang terisi setengah, atom C akan membentuk dua buah ikatan kovalen membentuk CH2. Namun CH2 merupakan molekul yang sangat reaktif sehingga teori ikatan valensi saja tidak cukup untuk menjelaskan terbentuknya molekul CH4.

Untuk itu, digunakan teori hibridisasi, dimana langkah awal adalah eksitasi satu atau lebih elektron valensi C

Proton yang membentuk inti hidrogen akan akan menarik salah satu elektron valensi karbon. Hal ini menyebabkan eksitasi, memindahkan elektron 2s ke orbital 2p. Hal ini meningkatkan pengaruh inti atom terhadap elektron-elektron valensi dengan meningkatkan potensial inti efektif.

Kombinasi gaya-gaya ini membentuk orbital hibrid. Dalam kasus CH4 ini, orbital 2s bergabung dengan orbital 2p membentuk hibrid sp3 menjadi:

b. Hibrid sp2

Untuk melihat contoh dari hibridisasi sp2 akan digunakan contoh molekul etilena(C2H4) yang memiliki ikatan rangkap diantara atom-atom karbonnya. Rumus bangun etilena ditunjukan dalam ganbar (2)

Gambar 2 Rumus bangun eilena

Dalam ikatan etilena ini, karbon akan membentuk hibridisasi sp2, dalam hibridisasi sp2

ini, orbital 2s hanya bergabung dengan dua orbital 2p membentuk tiga orbital sp2 dengan 1 orbital p tersisa.

c. Hibridisasi sp

Hibridisasi sp terjadi dalam molekul dengan ikatan rangkap tiga seperti halnya alkuna. Contoh hibridisasi sp adalah:

Dalam model ini, orbital 2s hanya bergabung dengan satu orbital-p, menghasilkan dua orbital sp dan menyisakan dua orbital p.

Hibridisasi dapat digunakan untuk menyatakan bentuk geometri molekul sebagaimana halnya teori VSEPR.

AX1 (contoh: LiH): tidak ada hibridisasi; berbentuk linear AX2 (contoh: BeCl2): hibridisasi sp; berbentuk Linear atau diagonal; sudut ikat

cos−1(−1) = 180° o AX2E (contoh: GeF2): berbentuk V, < 120°

AX3 (contoh: BCl3): hibridisasi sp2; berbentuk datar trigonal; sudut ikat cos−1(−1/2) = 120°

o AX3E (contoh: NH3): piramida trigonal, 107° AX4 (contoh: CCl4): hibridisasi sp3; berbentuk tetrahedral; sudut ikat cos−1(−1/3) ≈

109.5° AX5 (contoh: PCl5): hibridisasi sp3d; berbentuk Bipiramida trigonal AX6 (contoh: SF6): hibridisasi sp3d2; berbentuk oktahedral (atau bipiramida

persegi)

Penentuan geometri molekul dengan menggunakan hibridisasi orbital ini tidak dapat dilakukan dengan akurat apabila terdapat pasangan elektron bebas dalam atom pusat, hal ini dikarenakan gaya tolakan yang besar antara pasangan elektron bebas akan memperkecil sudut ikat dari molekul tersebut.