【正确答案】原子轨道在形成化学键时为了能释放出更多的能量,使形成的分子更稳定,原子外层电子的运动状态往往要发生变化,例如在CH
4分子中,基态C原子的1个2s电子经过激发进入2p轨道,这样激发态的C原子就有了4个成单电子,可以多形成2个共价键,这2个共价键所释放的能量,除了可以抵消激发所需要的能量外还有剩余,所以体系总能量变得更低了。
另外,为什么杂化后的轨道能使体系能量降低呢?因为杂化轨道的形状与原来的原子轨道大不相同,轨道变成一头大一头小了,杂化轨道的一个显著特点是具有强烈的方向性,杂化轨道用大的一头与其他原子轨道重叠,重叠部分增大,成键能力显然会增大。理论计算发现,假如以s轨道的成键能力为1的话,则p轨道和几种杂化轨道的成键能力如下表所示。
| 轨道 | s | p | sp | sp2 | sp3 |
| 成键能力 | 1 | 1.7 | 1.93 | 1.99 | 2.00 |
因为杂化轨道成键能力比s和p轨道都高,所以形成的化学键更稳定。由此可见,原子轨道在形成化学键时需要进行杂化。