Introduction
Dans un atome isolé, les orbitales atomiques utilisées pour décrire les états électroniques possèdent des symétries angulaires particulières (orbitales \(\textrm s\), \(\textrm p\), \(\textrm d\), ...). Ces symétries reflètent la symétrie sphérique de l'atome.
Si on considère maintenant un atome faisant partie d'une molécule, les interactions avec les atomes environnants font qu'il ne possède plus cette symétrie sphérique mais une symétrie plus basse. On distingue notamment :
les interactions coulombiennes répulsives entre électrons appartenant à des atomes voisins,
les interactions attractives entre un électron sur un atome donné et les noyaux des atomes voisins,
les interactions d'échange interatomique.
Ces interactions sont dirigées et dominées par le voisinage immédiat de l'atome. On peut alors envisager de décrire les électrons d'une molécule à l'aide d'orbitales atomiques dont la forme est adaptée à la symétrie particulière de l'environnement immédiat de chaque atome. L'application du principe des variations - qui permet d'obtenir des orbitales de forme optimale dans un problème donné - conduit alors à de nouveaux types d'orbitales atomiques, adaptées à la molécule.
Cette manière de considérer la structure électronique fait partie des modèles dits "des liaisons de valence". Elle conduit au concept d'orbitale hybride qui permet de rendre compte simplement des interactions entre les atomes dans les molécules.