La hibridación sp³, como la otra también, son justificaciones teóricas para la conectividad de enlace y la geometría de los átomos.
La distribución de energía canónica, las formas y la separación angular entre los orbitales no se ajustan a los datos experimentales obtenidos. Pero como estas propiedades y parámetros de los orbitales son, en un sentido restringido, arbitrarios, uno puede mezclar los orbitales para obtener una disposición más favorable.
Esta arbitrariedad resulta del hecho de que los orbitales son las realizaciones espaciales de las funciones de onda que surgen de una ecuación diferencial parcial específica, la ecuación de Schrödinger. Como esta ecuación es lineal, todas las combinaciones lineales de soluciones también son soluciones a esta ecuación. Y esta es la base teórica para hacerlo.
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Por lo tanto, cualquier combinación lineal de las soluciones canónicas está matemáticamente permitida en la construcción de un conjunto de orbitales en una situación concreta. Las restricciones provienen de las circunstancias físicas, y la hibridación siempre se invoca a posteriori, es decir, después de que se adquieren y examinan los datos. Pero puede confiar en que en la mayoría de las situaciones usa la misma colección de hibridaciones ya preparadas para pensar en un átomo. Y que a partir de la experiencia adquirida, varias moléculas orgánicas, por ejemplo, pueden tener su geometría detallada predicha a partir de las hibridaciones esperadas tan pronto como alguien determine las conectividades entre los átomos (en este caso, el carbono)
