杂化（hybridization）
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想象把一罐蓝漆和一罐黄漆调到一起，得到一批一模一样的绿漆——原来的两种没了，取而代之的是某种全新而均匀的东西。杂化对原子轨道做的正是这件事：它把形状和能量不同的轨道糅合成一组全新的、等同的轨道，让它们整齐地指向键将触及的那些原子。
准确地说，杂化是把一个原子的若干原子轨道（通常是一个 s 和若干 p 轨道）混合，形成数目相等、却有新形状和新方向的杂化轨道。s 与一个 p 混合给出两个 sp 杂化轨道（直线形，180°）；与两个 p 混合给出三个 sp² 杂化轨道（平面三角形，120°）；与三个 p 混合给出四个 sp³ 杂化轨道（四面体形，109.5°）。真正相互重叠去形成 σ 键的，正是这些杂化轨道。
它之所以重要，是因为单纯的 s、p 轨道指向的方向无法解释观测到的分子形状；杂化就是把它们对齐的那套记账方法。诚实的提醒：杂化是一个模型，而非一桩物理事件——轨道并不真的在时间里一步步「混合」。它只是一种方便的手段，用来搭建符合几何形状的局域键；你是根据形状去选择杂化方式，而不是反过来。
在乙烯（H₂C=CH₂）中，每个碳都是 sp² 杂化：三个 sp² 杂化轨道形成三根处于一个平面三角形里的 σ 键，而剩下那个未杂化的 p 轨道朝上下方向伸出，侧向重叠，构成双键中的第二部分——π 键。这正是为什么乙烯是平面的，而且无法绕 C=C 键自由扭转。
sp² 碳：三根处在平面上的 σ 键，外加一个剩下的、用来组成 π 键的 p 轨道。
一个常见的混淆：sp 后面的数字数的是混进来的 p 轨道数目，而不是键的数目。sp³ 指一个 s 加三个 p（共四个杂化轨道）；这个「3」不是键的数目。另外，只有同一个原子上的轨道才会杂化——你绝不会把来自两个不同原子的轨道拿来杂化。