# 一、由来 价键理论无法解释CH4的四面体结构，为解决这些矛盾，Pauling提出了杂化轨道（HAO）的概念。
# 二、杂化轨道理论 # 1、基本设想 所谓“杂化”就是单中心原子轨道的线性组合，即在形成分子过程中，原子中能级相近的几个原子轨道可以相互混合，从而产生新的原子轨道。
在杂化过程中轨道数目不变。即有n个参加杂化的原子轨道，可以组合成n个新的杂化轨道。
# 2、某些能量不同的原子轨道为什么可以杂化？ 按照量子力学中态的叠加原理，简并状态的任何线性组合，也一定是允许的状态。（满足合格条件的波函数线性组合后也一定是薛定谔方程的解）。
因此三个p轨道的线性组合，得到的新的原子轨道仍然是p轨道，只是方向发生变化。
对于能量不同的轨道，只要这些轨道的能量相差不大，它们之间可以杂化。
# 3、杂化轨道必须是正交归一性的。 # 4、单位轨道贡献 对应于每一个参加杂化的原子轨道，在所有新的杂化轨道中该轨道的成份之和必须为一个单位。（成份就是原子轨道系数的平方）
∑k=1nCki2=C1i2+C2i2+⋯+Cni2=1\sum_{k=1}^{n}{C_{ki}^2}=C_{1i}^2+C_{2i}^2+\cdots+C_{ni}^2=1
k=1∑nCki2=C1i2+C2i2+⋯+Cni2=1
若杂化中，C1i2=C2i2=⋯=Cni2=1nC_{1i}^2 = C_{2i}^2 = \cdots =C_{ni}^2 =\frac{1}{n}C1i2=C2i2=⋯=Cni2=n1，则称为等性杂化。
若杂化中，C1i2=C2i2=⋯=Cni2≠1nC_{1i}^2 = C_{2i}^2 = \cdots =C_{ni}^2 \neq\frac{1}{n}C1i2=C2i2=⋯=Cni2≠n1，则称为不等性杂化。
# 5、原子轨道为什么需要杂化？ 原子轨道杂化以后可使成键能力增加因而使生成的分子更加稳定。
杂化是量子力学处理分子结构的一种数学手段，是讨论化学键的一种理论方法。对于杂化应理解为在原子相互结合形成分子的过程中，原子中的价电子的运动状态发生变化，使电子云聚集和延伸在某个方向，以便与其它原子形成稳定的化学键，使体系的能量降低。
# 三、s-p杂化轨道及有关分子结构 杂化类型 杂化轨道 形状 点群 例子 spspsp sss,pxp_xpx 直线 D∞hD_{\infty h}D∞h CO2\mathrm{CO_2}CO2,N3−\mathrm{N_3^-}N3− sp2sp^2sp2 sss,pxp_xpx,pyp_ypy 三角形 D3hD_{3h}D3h BF3\mathrm{BF_3}BF3,SO3\mathrm{SO_3}SO3 sp3sp^3sp3 sss,ppp,pyp_ypy,pzp_zpz 四面体 TdT_dTd CH4\mathrm{CH_4}CH4 dsp2dsp^2dsp2 dx2−y2d_{x^2-y^2}dx2−y2,sss,pxp_xpx,pyp_ypy 平面四方 D4hD_{4h}D4h Ni(CN)42−\mathrm{Ni(CN)_4^{2-}}Ni(CN)42− dsp3dsp^3dsp3 dz2d_{z^2}dz2,s,pxp_xpx,pyp_ypy,pzp_zpz 三角双锥 D3hD_{3h}D3h PF5\mathrm{PF_5}PF5 dsp3dsp^3dsp3 dx2−y2d_{x^2-y^2}dx2−y2,sss,pxp_xpx,pyp_ypy,pzp_zpz 四方锥 C4vC_{4v}C4v IF5\mathrm{IF_5}IF5 d2sp3d^2sp^3d2sp3 dz2d_{z^2}dz2,dx2−y2d_{x^2-y^2}dx2−y2,sss,pxp_xpx,pyp_ypy,pzp_zpz 八面体 OhO_hOh SF6\mathrm{SF_6}SF6