看這塊之前可以先看看這一篇回答作為鋪墊，講瞭原子軌道本身：

原子軌道簡單重疊可以形成分子，但是這樣的情況並不多見。更多時候是雜化瞭的軌道進行交疊形成分子。這樣的形式可以降低分子的能量，使分子更加穩定。軌道雜化是一個原子自己的軌道之前的雜化（不同原子軌道的交疊叫分子軌道，就是成鍵瞭），這些雜化軌道的幾何結構有助於我們解釋在有機化合物中觀察到的實際結構和鍵角。

s軌道是球對稱的，p軌道是空間xyz三方向的，所以sp雜化軌道也是xyz三方向？顯然不是，我們都知道甲烷四面體構型。這不難理解，電子都帶負電，互相排斥，在空間上怎麼互相離得最遠怎麼待著。

“軌道”形象地描繪瞭電子的在空間各個地方出現的概率，用數學方法表示就是一個空間上的函數，也就是波函數。波可以疊加，即波函數的加和，即各個描述電子運動物理量的矢量和。分別處於兩個原子上面的電子的波函數疊加就是分子軌道（即成鍵瞭），同一個原子上面電子波函數疊加就是原子軌道雜化。

· sp 雜化軌道

由於波函數相同相位相加，相反相位相消，使得雜化軌道是一頭大一頭小的。所以才不是像p軌道一樣兩兩垂直，而是三個“大頭”互相排斥，達到互相離得最遠的位置。註意！正負號是相位，不是電性正負！電子肯定都是帶負電的。

多遠最遠呢？隻有兩個大頭，頭背著頭，對著待著最遠，也就是180°的時候最遠，這時候分子是個線性分子：

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比如上面這個 BeH_{2} 分子， Be 原子（ 1s^{2}2s^{2} ）外層隻有2個電子， H 原子（ 1s^{1} ）總共就隻有倆電子，這都加一塊還都不到8呢，不都用上肯定更不行。這時候， Be 原子和 H 原子要最大程度交疊，更多地把電子密度高的區域放到兩原子核之間的區域（根據分子軌道理論這樣形成化學鍵比較強），同時又要保證兩塊高密區域（紫色）遠離，越遠越好，這樣電子互斥的勁兒小，分子更穩定。 sp 雜化軌道實現瞭這兩點：①讓電子密度不再圍著 Be 原子核球對稱，而是偏向瞭一頭，更接近成鍵區域瞭；②兩個大頭岔開成180°，電子互斥勁兒很小。註意 Be（1s^{2}2s^{2}2p^{0}） 是 2s 軌道和 2p 軌道形成的雜化軌道，這倆軌道離得近，能量接近。但是 H（1s^{1}2s^{0}2p^{0}） 不行， 1s 和 2p 能量差太遠瞭。所以最終是 Be 原子的sp 雜化軌道和 H 原子的 1s 軌道成鍵。

· sp^{2} 雜化軌道

剛才是，兩個大頭想相互遠離，所以成180°角待著瞭。那要是有仨大頭呢？要想互相離得最遠，肯定是夾角120°瞭。 sp^{2} 雜化就是這樣的情況。剛才說的 sp 雜化軌道是線型軌道，那麼 sp^{2} 軌道就是三角形軌道。由於雜化隻用瞭兩個 p軌道（一共有仨： p^{x}/p^{y}/p^{z} ） ，所以雜化後還剩一個沒雜化的 p^{z} 軌道，垂直於雜化軌道平面。

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值得註意的是，雜化用瞭幾個軌道，雜化出來就是幾個軌道。因為電子總數是不變的，一個軌道最多裝倆電子的原理更是不能違背的。雜化用瞭仨原子軌道（ s、p^{x}、p^{y} ），雜化出來也是仨 sp^{2} 雜化軌道。

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比如上面這個 BH^{3} 分子，就是三個 H 原子的 1s 軌道和 B 原子的 sp^{2} 雜化軌道交疊形成的三角形分子。 B 原子電子比 Be 多1個，別的一樣。所以這裡的成鍵過程我就不再多囉嗦一次瞭，原理和 BeH_{2} 一樣。

· sp^{3} 雜化軌道

這個就比較常見瞭，飽和碳原子就是這樣的。甲烷正四面體構型想必大傢已經很熟悉瞭：

這裡 C、H 兩個原子之間的化學鍵就是由 H 原子的 s 軌道和 C 原子的 sp^{3} 雜化軌道交疊而成的。雜化的原理和之前也一樣，隻不過 C 原子又比 B 原子多瞭一個電子。

以上就是科普版本的雜化軌道理論啦！如果大傢需要我還可以寫一個數理版本的，留言就好。在這個基礎上把數學的內容加上去，通過方程式的表述，我們可以更加透徹地看到雜化過程的本質。