轨道杂交是将原子轨道混合形成新的概念 混合轨道 。这些新轨道具有与原始原子轨道不同的能量，形状等。然后新的轨道可以重叠形成化学键。
一个例子是甲烷中的碳原子CH 4的杂化。我们知道甲烷中的所有四个C-H键都是等价的。它们指向正四面体的角，键角为109.5°。
因此，碳必须具有四个轨道，其具有正确的对称性以与四个氢原子键合。
碳原子的基态构型是
我们可以在上图的左侧看到这种配置。
碳原子可以利用其两个单独占据的p轨道与两个氢原子形成两个共价键，产生·CH 2·。这不是甲烷。
碳原子也可以激发从2s轨道到空2p轨道的电子，如上面的虚线所示。这给出了四个单独占据的轨道。
通过与三个2p轨道重叠形成的C-H键将具有90°的键角。通过与2s轨道重叠形成的C-H键将处于某个其他角度。这不是甲烷的结构。
如果2s和2p轨道在数学上混合（“杂化”），我们得到四个新的等效sp³轨道。数学预测键角为109.5° - 就像我们在甲烷中看到的那样。
通过形成四个键释放的能量过度补偿所需的激发能量。因此，能量上有利于形成四个C-H键。
希望这可以帮助。