在形成分子的過程中，由於原子間的相互影響，若干型別不同而能量相近的原子軌道相互混雜，重新組合成一組能量相等，成分相同的新軌道，這一過程稱為雜化。經過雜化而形成的新軌道叫做雜化軌道，雜化軌道與其他原子軌道重疊時形成σ共價鍵。原子在形成分子的過程中，為了使所成化學鍵強度更大，更有利於體系能量的降低，總趨向於將原來的原子軌道進一步線性組合，以形成新的原子軌道。
價鍵理論對共價鍵的本質和特點做了有力的論證，但它把討論的基礎放在共用一對電子形成一個共價鍵上，在解釋許多分子、原子的價鍵數目及分子空間結構時卻遇到了困難。例如C原子的價電子是2s22p2，按電子排布規律，2個s電子是已配對的，只有2個p電子未成對，而許多含碳化合物中C都呈4價而不是2價，可以設想有1個s電子激發到p軌道去了。那麼1個s軌道和3個p軌道都有不成對電子，可以形成4個共價鍵，但s和p的成鍵方向和能量應該是不同的。而實驗證明：CH4分子中，4個C-H共價鍵是完全等同的，鍵長為114pm，鍵角為109°28"。BCl3，BeCl2，PCl3等許多分子也都有類似的情況。為了解釋這些矛盾，1928年鮑林（Pauling）提出了雜化軌道概念[1]，豐富和發展了的價鍵理論。他根據量子力學的觀點提出：在同一個原子中，能量相近的不同型別的幾個原子軌道在成鍵時，可以互相疊加重組，成為相同數目、能量相等的新軌道，這種新軌道叫雜化軌道。C原子中1個2s電子激發到2p後，1個2s軌道和3個2p軌道重新組合成4個sp3雜化軌道，它們再和4個H原子形成4個相同的C-H鍵，C位於正四面體中心，4個H位於四個頂角。
雜化軌道種類很多，如三氯化硼(BCl3)分子中B有sp2雜化軌道，即由1個s軌道和2個p軌道組合成3個sp2雜化軌道，在氯化鈹(BeCl2)中有sp雜化軌道，在過渡金屬化合物中還有d軌道參與的sp3d和sp3d2雜化軌道等。以上幾例都是闡明瞭共價單鍵的性質，至於乙烯和乙炔分子中的雙鍵和三鍵的形成，又提出了σ鍵和π鍵的概念。如把兩個成鍵原子核間聯線叫鍵軸，把原子軌道沿鍵軸方向“頭碰頭”的方式重疊成鍵，稱為σ鍵。把原子軌道沿鍵軸方向“肩並肩”的方式重疊，稱為π鍵。例如在乙烯(CH2= CH2)分子中有碳碳雙鍵(C=C)，碳原子的激發態中2px，2py和2s形成sp2雜化軌道，這3個軌道能量相等，位於同一平面並互成120℃夾角，另外一個pz軌道未參與雜化，位於與平面垂直的方向上。碳碳雙鍵中的sp2雜化如下所示。
這3個sp2雜化軌道中有2個軌道分別與2個H原子形成σ單鍵，還有1個sp2軌道則與另一個C的sp2軌道形成頭對頭的σ鍵，同時位於垂直方向的pz軌道則以肩並肩的方式形成了π鍵。也就是說碳碳雙鍵是由一個σ鍵和一個π鍵組成，即雙鍵中兩個鍵是不等同的。π鍵原子軌道的重疊程度小於σ鍵，π鍵不穩定，容易斷裂，所以含有雙鍵的烯烴很容易發生加成反應，如乙烯(H2C=CH2)和氯(Cl2)反應生成氯乙烯(Cl—CH2—CH2—Cl)。
乙炔分子(C2H2)中有碳碳叄鍵(HC≡CH)，激發態的C原子中2s和2px軌道形成sp雜化軌道。這兩個能量相等的sp雜化軌道在同一直線上，其中之一與H原子形成σ單鍵，另外一個sp雜化軌道形成C原子之間的σ鍵，而未參與雜化的py與pz則垂直於x軸並互相垂直，它們以肩並肩的方式與另一個C的py，pz形成π鍵。即碳碳叄鍵是由一個σ鍵和兩個π鍵組成。這兩個π鍵不同於σ鍵，軌道重疊也較少並不穩定，因而容易斷開，所以含叄鍵的炔烴也容易發生加成反應。
雜化軌道限於最外層電子，而在第一層的兩個電子不參與反應，而在其他層上有許多的軌道，電子會從能量低的層“躍遷”到能量高的層，而原來能量低的層是因為電子的運動方向相反，而躍遷以後電子就只向一種方向運動，所以能量會高。並且反應以後組成的能量介於原來的S軌道和P軌道能量之間。
在形成分子的過程中，由於原子間的相互影響，若干型別不同而能量相近的原子軌道相互混雜，重新組合成一組能量相等，成分相同的新軌道，這一過程稱為雜化。經過雜化而形成的新軌道叫做雜化軌道，雜化軌道與其他原子軌道重疊時形成σ共價鍵。原子在形成分子的過程中，為了使所成化學鍵強度更大，更有利於體系能量的降低，總趨向於將原來的原子軌道進一步線性組合，以形成新的原子軌道。
價鍵理論對共價鍵的本質和特點做了有力的論證，但它把討論的基礎放在共用一對電子形成一個共價鍵上，在解釋許多分子、原子的價鍵數目及分子空間結構時卻遇到了困難。例如C原子的價電子是2s22p2，按電子排布規律，2個s電子是已配對的，只有2個p電子未成對，而許多含碳化合物中C都呈4價而不是2價，可以設想有1個s電子激發到p軌道去了。那麼1個s軌道和3個p軌道都有不成對電子，可以形成4個共價鍵，但s和p的成鍵方向和能量應該是不同的。而實驗證明：CH4分子中，4個C-H共價鍵是完全等同的，鍵長為114pm，鍵角為109°28"。BCl3，BeCl2，PCl3等許多分子也都有類似的情況。為了解釋這些矛盾，1928年鮑林（Pauling）提出了雜化軌道概念[1]，豐富和發展了的價鍵理論。他根據量子力學的觀點提出：在同一個原子中，能量相近的不同型別的幾個原子軌道在成鍵時，可以互相疊加重組，成為相同數目、能量相等的新軌道，這種新軌道叫雜化軌道。C原子中1個2s電子激發到2p後，1個2s軌道和3個2p軌道重新組合成4個sp3雜化軌道，它們再和4個H原子形成4個相同的C-H鍵，C位於正四面體中心，4個H位於四個頂角。
雜化軌道種類很多，如三氯化硼(BCl3)分子中B有sp2雜化軌道，即由1個s軌道和2個p軌道組合成3個sp2雜化軌道，在氯化鈹(BeCl2)中有sp雜化軌道，在過渡金屬化合物中還有d軌道參與的sp3d和sp3d2雜化軌道等。以上幾例都是闡明瞭共價單鍵的性質，至於乙烯和乙炔分子中的雙鍵和三鍵的形成，又提出了σ鍵和π鍵的概念。如把兩個成鍵原子核間聯線叫鍵軸，把原子軌道沿鍵軸方向“頭碰頭”的方式重疊成鍵，稱為σ鍵。把原子軌道沿鍵軸方向“肩並肩”的方式重疊，稱為π鍵。例如在乙烯(CH2= CH2)分子中有碳碳雙鍵(C=C)，碳原子的激發態中2px，2py和2s形成sp2雜化軌道，這3個軌道能量相等，位於同一平面並互成120℃夾角，另外一個pz軌道未參與雜化，位於與平面垂直的方向上。碳碳雙鍵中的sp2雜化如下所示。
這3個sp2雜化軌道中有2個軌道分別與2個H原子形成σ單鍵，還有1個sp2軌道則與另一個C的sp2軌道形成頭對頭的σ鍵，同時位於垂直方向的pz軌道則以肩並肩的方式形成了π鍵。也就是說碳碳雙鍵是由一個σ鍵和一個π鍵組成，即雙鍵中兩個鍵是不等同的。π鍵原子軌道的重疊程度小於σ鍵，π鍵不穩定，容易斷裂，所以含有雙鍵的烯烴很容易發生加成反應，如乙烯(H2C=CH2)和氯(Cl2)反應生成氯乙烯(Cl—CH2—CH2—Cl)。
乙炔分子(C2H2)中有碳碳叄鍵(HC≡CH)，激發態的C原子中2s和2px軌道形成sp雜化軌道。這兩個能量相等的sp雜化軌道在同一直線上，其中之一與H原子形成σ單鍵，另外一個sp雜化軌道形成C原子之間的σ鍵，而未參與雜化的py與pz則垂直於x軸並互相垂直，它們以肩並肩的方式與另一個C的py，pz形成π鍵。即碳碳叄鍵是由一個σ鍵和兩個π鍵組成。這兩個π鍵不同於σ鍵，軌道重疊也較少並不穩定，因而容易斷開，所以含叄鍵的炔烴也容易發生加成反應。
雜化軌道限於最外層電子，而在第一層的兩個電子不參與反應，而在其他層上有許多的軌道，電子會從能量低的層“躍遷”到能量高的層，而原來能量低的層是因為電子的運動方向相反，而躍遷以後電子就只向一種方向運動，所以能量會高。並且反應以後組成的能量介於原來的S軌道和P軌道能量之間。