轨道杂化
碳为什么总是朝四个方向成键。单靠纯粹的 s 轨道和 p 轨道，解释不了甲烷整齐的四面体角。杂化是把一个原子里的 s和 p 轨道混在一起，做出能量相同、指向特定方向的新轨道。混合的比例定下轨道指向几个方向、角度多大。sp² 是平面三角形，sp³ 是四面体。混合做出方向。
s 轨道是没有方向的球，p 轨道是前后伸出的两滴。把 s 成分一点一点混进去。它加在前面那滴上，在后面那滴里抵消，就出现一侧变大、另一侧变小的杂化轨道。方向变得清楚的轨道，才能伸得远、成好键。一侧变大，键才站得住。
混合的轨道个数定下方向的个数。一个 s 配一个 p，得到 sp 的两个方向，正对着成 180 度。两个 p，三个方向在平面上成 120 度。三个 p，四个方向成四面体，109.5 度。sp² 和 sp³ 是这一列的中间和尽头。按下按钮，同一个原子的轨道彼此推到最开，落在哪个角上就显出来。个数定下角度。
直接搭甲烷。碳把四个 sp³ 杂化轨道朝四面体的方向伸出去。氢一个一个接上，氢的 s 轨道和每一滴正面重叠，形成西格玛键。四个都接上，就成完全对称的 CH₄，所有 H-C-H 角都正好落在 109.5 度。sp³ 杂化就是那副骨架。四个方向是一个分子。
把乙烯的双键拆开看。两个碳是杂化的，所以用一个西格玛键从正面连上。可是每个碳还留着一个没拿去杂化的 p 轨道，垂直立在平面上。这两个侧面重叠，在分子平面的上下做出派键。sp² 是那个平面的骨架。要保住派键的重叠，两个碳必须待在同一个平面上，所以双键是平的，不能随便扭转。平面挡住扭转。
键角随着杂化里的 s 成分平滑地变。s 成分是 25% 时，是 sp³ 的 109.5 度。33% 时，是 sp² 的 120 度。50% 时，接到直线的 180 度。s 成分越多，轨道张得越开。推动 s 成分，键角一起动，为什么 s 成分聚集的那一侧角度变大，感觉就抓住了。成分推动角度。