键杂化（bond hybridization），理学-物理学-凝聚态物理学-半导体物理学-〔半导体材料〕，原子在结合成分子或固体的过程中，原子轨道相互混合形成杂化轨道的现象。为了解释简单有机分子如甲烷（CH4）的结构，美国化学家L.鲍林于1931年最早提出了键杂化概念。下面以金刚石为例介绍键杂化的具体过程。根据量子力学，碳原子的电子组态为1s22s22p2，按照洪德定则只有两个p电子是未配对的，如图a上半部分所示（上图是碳原子的电子组态、下图是经过重组杂化后的电子组态）。已知金刚石是由碳元素组成的，每个碳原子与周围的四个碳原子形成正四面体结构，如图b所示（金刚石的晶体结构示意图，其中红线部分表示一个正四面体）。那么只有两个未配对电子的碳原子是如何与另外四个碳原子完全等价地结合在一起是必须考虑的问题。在碳原子结合成固体时，把包含s和p轨道的第二壳层的四个电子一起考虑，对应的原子轨道波函数组合成新的轨道波函数，即所谓的杂化轨道（或杂化键）。由于杂化轨道波函数是1个2s轨道和3个p轨道之间的重新组合（见图a下半部分），故简称为sp3杂化轨道。