$sp^3$ સંકર કક્ષકો દ્વારા ચાર સિગ્મા બંધના નિર્માણને ઉદાહરણ સાથે સમજાવો.

(N/A) મિથેન $(CH_4)$ માં,કાર્બનની ધરા અવસ્થામાં ઇલેક્ટ્રોન રચના $[He] \ 2s^2 \ 2p^2$ છે. ઉત્તેજિત અવસ્થામાં,$2s$ કક્ષકનો એક ઇલેક્ટ્રોન $2p_z$ કક્ષકમાં જાય છે. આ ઉત્તેજના માટે જરૂરી ઉર્જા બંધ નિર્માણ દરમિયાન મુક્ત થતી ઉર્જા દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે.
કાર્બન ધરા અવસ્થા: $C: [He] \ 2s^2 \ 2p_x^1 \ 2p_y^1 \ 2p_z^0$
કાર્બન ઉત્તેજિત અવસ્થા: $C^*: [He] \ 2s^1 \ 2p_x^1 \ 2p_y^1 \ 2p_z^1$
ઉત્તેજિત કાર્બન પરમાણુની ચાર પરમાણ્વીય કક્ષકો $(2s, 2p_x, 2p_y, 2p_z)$ $sp^3$ સંકરણ પામીને ચાર સમાન $sp^3$ સંકર કક્ષકો બનાવે છે.
આ ચાર $sp^3$ સંકર કક્ષકો સમચતુષ્ફલકીય આકારના ચાર ખૂણાઓ તરફ ગોઠવાય છે,જેની વચ્ચેનો ખૂણો $109.5^{\circ}$ હોય છે.
આ ચાર $sp^3$ સંકર કક્ષકોમાંથી દરેક હાઇડ્રોજન પરમાણુની $1s$ કક્ષક સાથે અક્ષીય રીતે અતિવ્યાપન કરીને ચાર $C-H$ સિગ્મા $(\sigma)$ બંધ બનાવે છે.
પરિણામે,$CH_4$ અણુ સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે જેમાં $H-C-H$ બંધકોણ $109.5^{\circ}$ હોય છે.