2,loc s'obtient facilement :

Suivant la même procédure, on obtient :

Une fois normées, les nouvelles orbitales s'écrivent :

Considérons par exemple 2,loc La seule orbitale provenant des atomes d'hydrogène qui y apparaît est 1s1 (provenant de l'oxygène H1). Pour le carbone, les quatre orbitales atomiques de valence (2s, 2px, 2py et 2pz) participent de façon équivalente. Cette fonction mathématique décrit une interaction uniquement entre l'atome d'hydrogène H1 et le carbone.

Que représente cette combinaison linéaire des orbitales de valence du carbone ? Réfléchissons en deux temps en combinant les fonctions mathématiques de deux orbitales atomiques différentes :

Ainsi, sans penser aux objets qu'elles représentent, les combinaisons des différentes expressions analytiques donneraient les objets suivants :

Le "mélange" d'une fonction mathématique décrivant une orbitale s (sphérique) et d'une orbitale p (bilobale) donne une fonction qui reste bilobale mais non symétrique. La partie de l'espace où les deux fonctions ont le même signe s'ajoutent et celles où les signes sont opposés se retranchent. Il s'ensuit la création d'une partie de l'espace où la probabilité de trouver notre particule est augmentée et une autre où cette probabilité est diminuée.

Le mélange de deux fonctions mathématiques décrivant chacune une orbitale p mais orthogonale l'une a l'autre tend à augmenter la probabilité dans l'espace entre ces deux fonctions. On trouve au final un fonction mathématique qui ressemble fortement à nos fonctions bilobales initiales (orbitale de type p) mais qui a changé de sens.

Nous venons de créer une orbitale hybridée. Dans 2,loc. le carbone fait intervenir les quatre orbitales atomiques 2s, 2px, 2py et 2pz qui permettent la création d'une orbitale hybride sur cette atome : une orbitale hybridée sp3.