sp2杂化是由同一层的一个s轨道与3个p轨道中的两个形成，多用于形成两个单键与一个双键，即形成有机物中的烯烃、醛、酮、酰等。sp2杂化是一种比较常见的轨道杂化方式。

同一原子内由1个ns轨道和2个np轨道参与的杂化称为sp2杂化，所形成的3个杂化轨道称为sp2杂化轨道。各含有1/3的s成分和2/3的p成分，杂化轨道间的夹角为120°，呈平面正三角形。

乙烯是最普遍的sp2杂化形式，碳原子在形成乙烯分子时，每个碳原子的2s轨道与两个2p轨道发生杂化，称为sp2杂化，其形状与sp3杂化轨道相似，在空间以碳原子为中心指向平面三角形的三个顶点。未杂化的一个2p轨道则垂直于杂化轨道的平面。三个sp2杂化轨道与未杂化的一个2p轨道各有一个未成对电子。两个碳原子分别以一个sp2杂化轨道互相重叠形成键，两个碳原子的另外两个sp2杂化轨道分别与氢原子结合。所有碳原子和氢原子在同一平面上，而两个碳原子未杂化的2p轨道垂直于这个平面。它们互相平行，彼此肩并肩重叠形成键。所以，在乙烯分子中是以双键结合，双键由一个键与一个键构成。

苯环中的每个碳原子采用sp2杂化方式，每个碳原子都有一未参加杂化的p轨道。由于苯是平面分子，因此6个未参加杂化的p轨道互相平行。所以苯分子中有 型大键。

实验测知BF3的4个原子在同一平面上，键角∠FBF等于120°。B原子的外层电子构型是2s2 2p1，成键时1个2s电子激发到1个空的2p轨道上，与此同时，1个s轨道和2个p轨道“混合”起来成为3个杂化轨道，分别与3个F原子成键。

（1）原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生；

（2）能量相近的原子轨道间才能发生杂化，能量相近通常是指：ns与np、ns，np与nd或(n-1)d。