Funkcje falowe elektronów walencyjnych węgla, znajdujących się w centralnym polu oddziaływania jądra atomu (funkcje atomowe), nie opisują ich stanu w cząsteczkach związków organicznych, czyli w polu oddziaływania kilku lub wielu różnych jąder i należących do nich elektronów. Za opis stanu w cząsteczce uznaje się zhybrydyzowane (uśrednione, mieszane) funkcje falowe, wyznaczane metodą liniowych kombinacji funkcji atomowych. Zależnie od rodzaju i liczby innych atomów, które stanowią najbliższe cząsteczkowe otoczenie atomu węgla, fizyczny stan jego elektronów walencyjnych opisują funkcje falowe zhybrydyzowanych orbitali: sp – kombinacja liniowa Ψl=0 z Ψl=1, sp2 – kombinacja liniowa Ψl=0 z dwiema funkcjami Ψl=1, sp3 – kombinacja liniowa Ψl=0 z trzema funkcjami Ψl=1.
Wynikiem obliczeń są trzy możliwe sposoby opisu zewnętrznej powłoki elektronowej atomu C*: Hybrydyzacja sp:
Hybrydyzacja sp2:
Hybrydyzacja sp3:
Hybrydyzacja orbitali C* w węglowodorach