原子轨道与分子轨道
原子中每一个电子的运动状态都可以用一个特定的波函数ψ描述，称为原子轨道。该波函数为波动方程的解。ψ2dτ表示发现电子在微体积dτ之内的几率，每个原子轨道都有一个相应的能量值E。例如S轨道能级比同层P轨道低。分子轨道是分子中每一个电子的运动状态都可用一个特定的波函数ψ来描述，这个单电子的波函数Ψ称为分子轨道。该波函数也为波动方程的解。Ψ2dτ可以解释为在微体积dτ内电子出现的几率，每个分子轨道都有一个相应的能量值E。分子的总能量等于被电子占据着的分子轨道中电子能量的总和。分子轨道可分为成键轨道和反键轨道，如在能量上比构成它的孤立的原子轨道要低的分子轨道，为成键轨道，因为电子占据这种轨道时有助于原子间的键合。凡能量相近的原子轨道组合成的分子轨道，比原子轨道的能量有所升高的称为反键分子轨道。在反键分子轨道中，两核间电子出现的几率减小，甚至为零，其能量比两个原子轨道中能量较高的轨道还要高，故不利化学键的形成。
两个或多个不同的原子轨道混合组成数目相同的新轨道，其中每个轨道都具有原来轨道的一些特征，这类轨道又称为杂化轨道。参加杂化的原子轨道必须在能量上相近，得到的杂化轨道具有方向性，能使其更有利于与其它原子成键。