甲烷是一种单原子分子,其中一个碳原子上带有4个键,另外八个原子构成的孤对电子。根据VSEPR理论中的定义,由于四个键平行并且均等,甲烷的碳原子所取得的形状就是类正方形,故甲烷是sp3杂化的。甲烷中,由于有八个原子构成的孤对电子,加上碳原子上四个键对应的电子对,就有12个电子参与杂化,碳原子采用sp3杂化,以便空间放置12个电子,使得甲烷结构稳定。在sp3杂化的结构中,碳原子同时拥有4个s轨道和4个p轨道,使得碳原子能够以109.5°角作为氢原子的结合角,可以得到更大的空间,使得甲烷能有更好的电子配对结构,从而形成稳定的结构。