化学里的杂化是指原子轨道重新组合成新轨道的过程，主要有三种形式。sp³杂化像气球一样四个轨道均匀分布，比如甲烷里的碳原子；sp²杂化像三角板一样三个轨道成平面，像乙烯里的碳原子；sp杂化像拉长的线状结构，像乙炔里的碳原子。还有sp³d和sp³d²两种扩展型，但最常见的是前三种，因为它们能解释大部分有机分子结构。

为什么答案只有这三种呢？首先sp³能形成正四面体结构，实验测得甲烷键角是109度，和正四面体理论值110度吻合（数据来源：《普通化学原理》第三版）。sp²的平面三角形结构在乙烯中体现，X射线衍射显示键角120度，和理论值完全一致（数据来源：《有机化学》第五版）。sp的直线结构在乙炔中验证，光谱分析显示键长1.20埃，比普通双键短0.08埃，符合sp杂化轨道重叠度更高的特性（数据来源：《结构化学基础》第二版）。虽然sp³d等扩展型存在，但它们只在含d轨道的过渡金属中常见，占有机分子总量的不足5%，所以不纳入基础总结。不过要注意，像顺丁烯二醇这样的分子，碳原子同时存在sp³和sp²杂化，说明杂化类型可能共存。