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N原子采取sp3杂化态，形成三个共价键，保留一对孤电子对，分子构型为三角锥型，例如NH3，NF3，NCl3等。若形成四个共价单键，则分子构型为正四面体型，例如铵根离子。
⑵N原子采取sp2杂化态，形成2个共价键和一个键，并保留有一对孤电子对，分子构型为角形，例如Cl—N=O 。（N原子与Cl 原子形成一个σ 键和一个π键，N原子上的一对孤电子对使分子成为角形。） 若没有孤电子对时，则分子构型为三角形，例如硝酸分子或硝酸根离子。硝酸分子中N原子分别与三个O原子形成三个σ键，它的π轨道上的一对电子和两个O原子的成单π电子形成一个三中心四电子的不定域π键。在硝酸根离子中，三个O原子和中心N原子之间形成一个四中心六电子的不定域大π键。
这种结构使硝酸中N原子的表观氧化数为+5，由于存在大π键，硝酸盐在常况下是足够稳定的。
⑶N原子形成一个共价叁键，并保留有一对孤电子对，分子构型为直线形，例如N2分子和CN-中N原子的结构。（N原子不形成杂化轨道）
配位键
N原子在形成单质或化合物时，常保留有孤电子对，因此这样的单质或化合物便可作为电子对给予体，向金属离子配位。例如[Cu(NH3)4]2+或[Tu(NH2)5]7+等。