Bueno, esta respuesta puede no satisfacerte, pero tengo dos tipos de explicaciones.
Uno. La repulsión entre los componentes se sienta cómodamente en esa forma orbital, por lo que lo hacen.
Dos. Resolver la ecuación de Schrodinger en tres dimensiones para el átomo de hidrógeno nos da probabilidades de dónde se le dará al electrón ciertos números cuánticos. Por ejemplo, si el número cuántico n, que está relacionado con el nivel de energía de la elección, es tal que n = 1, vemos un buen orbital esféricamente simétrico cuando resuelve el valor esperado de la función de onda radial. Ahora, considerando el orbital SP3, tenemos varios otros números cuánticos que dictan dónde se ubicará el valor esperado de los electrones, y una vez más, resolver la ecuación de Schrodinger en 3-D nos dará valores, al mapearse, que se parecen a las formas orbitales.
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Ahora, el átomo de hidrógeno es uno de un par de sistemas que podemos resolver analíticamente, lo que significa que podemos resolverlo algebraicamente con símbolos que no requieren aproximaciones numéricas. Este es el tipo de parte de mi respuesta; Supongo que extrapolamos a partir de los valores de expectativa radial del hidrógeno en varios orbitales para mezclarlos en los orbitales híbridos.