Notion
Un carbone tétragonal (4 liaisons \(\sigma\) simples, aucun doublet non liant) adopte une géométrie tétraédrique : c'est la disposition qui minimise la répulsion entre les quatre doublets liants, conforme au modèle VSEPR de type \(AX_4E_0\).
Pour rendre compte de cette géométrie, on invoque le modèle de l'hybridation \(sp^3\) : une orbitale atomique \(2s\) et trois orbitales \(2p\) du carbone se combinent linéairement pour former quatre orbitales hybrides équivalentes, dirigées vers les sommets d'un tétraèdre régulier, avec un angle de liaison théorique :
Cette structure tridimensionnelle se représente en deux dimensions par la représentation de Cram : trait plein pour une liaison vers l'avant, tireté pour une liaison vers l'arrière, trait simple pour une liaison dans le plan de la feuille.
Piège usuel : ne pas confondre cette géométrie réelle avec la formule semi-développée en « zig-zag », qui est une représentation topologique plane sans valeur géométrique. L'angle \(109{,}5^\circ\) n'est d'ailleurs exact que pour un carbone entouré de quatre substituants identiques (\(CH_4\)) ; il se distord dès que les substituants diffèrent par leur électronégativité ou leur encombrement.