原子同一电子层内由一个"n"s轨道和三个"n"p轨道发生杂化的过程。原子发生sp杂化后，上述"n"s轨道和"n"p轨道便会转化成为四个等价的原子轨道，称为“sp杂化轨道”。四个sp杂化轨道的对称轴两两之间的夹角相同，皆为109°28'。sp杂化一般发生在分子形成过程中。杂化发生前，原子最外层s轨道中的一个电子被激发至p轨道，使将要发生杂化的原子进入激发态；之后，该层的s轨道与三个p轨道发生杂化。此过程中，能量相近的s轨道和p轨道发生叠加，不同类型的原子轨道重新分配能量并调整方向。以碳原子为例：处于基态的