2-2-2-2 sp3杂化
四面体或sp3杂化（图2-22）杂化，由一个s和三个p轨道形成，约互成109．5°取向。
甲烷CH4（图2-23）,氢原子排在正四面体的顶点，碳原子位于中心。碳的价态具有四个等同的单占有杂化原子轨道，它们可以由2s和全部2p原子轨道相混合而组成。只要碳生成四个单键，就要产生这种四面体杂化；这对于乙烷甚至所有的链烷烃以及它们的衍生物都是适用的。由于这类键可绕键轴自由旋转，从而导致形成长的柔性的碳链。
前面已知，这些类型的杂化只有在对称的情况下(例如BeCl2、BCl3、CH4)才完全适合，然而不对称却是经常的，记住这点很重要。现在普遍认为，杂化作用的适用性比最初所想的要广得多。
水H2O（图2-24）是一个非线形分子，H—O—H角约为105°。氧原子比碳原子稍不容易发生杂化作用。如果完全忽略杂化作用，仍然可能对分子形状得到一些粗略的解释。在氧的单占有2p轨道和氢的1s原子轨道之间产生强烈的重叠,并形成定域分子轨道,约互成90°。但是如果允许2s—2p有相当程度的混合，则重叠较好而孤对电子更加分离，从而降低了它们的排斥能。
对于NH3（图2-24）的实际电子层结构，用四个杂化轨道所形成的四面体分布来描述要比不用杂化作用的描述好得多，这主要是杂化可把各个电子对分置于不同的空间区域。
氮的电子给予体性质和氧的氢键合性质都是与这类定域、强烈取向的孤对电子的存在有关。后面会看到，有很多的立体化学问题同样可以用电子对在理论上合理的分布来解释。