中心原子的1個ns軌道,3個np及1個nd軌道發生雜化,形成5個sp3d雜化軌道,這5個雜化軌道指向三角雙錐的5個頂點方向,其中三個雜化軌道互成120度位於同一平面的三角形面上,另外兩個雜化軌道垂直於這兩個平面,與平面的夾角互成90度。
sp3d雜化和PCl5分子的結構示意圖,P原子的基態電子結構為(1S2)(2s2)(2p6)(3s2)(3p3),當P原子與Cl原子形成PCl5分子時,基態P原子3s2中的一個電子激發到一個空的3d軌道,使P原子的電子結構為(1S2)(2s2)(2p6)(3S1)(3px1)(3py1)(3pz1)(3d1),一個3s軌道、三個3p軌道和一個3d軌道雜化,形成5個sp3d雜化軌道。P原子的5個sp3d雜化軌道在空間呈三角雙錐形分布,與5個Cl原子中各一個p軌道重疊共形成5個σ鍵,故PCl5分子的構型是三角雙錐形。平面內的三個P-Cl鍵鍵角為120度,另外兩個P-Cl鍵與平面夾角為90度。