氮原子采取sp2杂化，即2s轨道上的1个电子先激发到2p轨道，这样2s轨道有1个电子，3个2p轨道其中两个各有1个电子，有1个有2个电子，然后，2s轨道有有1个电子的两个2p轨道发生混杂，形成3个完全相同的sp2杂化轨道。要注意，杂化轨道只能用于形成σ键和容纳孤电子对。氮原子与三个氧原子通过3个sp2杂化轨道形成3个σ键，氮原子未杂化的2p轨道中有2个电子，这个2p轨道垂直于三个杂化轨道形成的平面。三个氧原子提供其2p轨道中的三个电子，再加上硝酸根离子得到的那个电子，总共6个电子，形成4原子6电子的离域π键。氧原子不需要杂化，其2p的3个互相垂直的轨道，有一个填充2个电子，有2个分别填充1个电子，填充2个电子的2个轨道，其中一个用于与氮的杂化轨道形成σ键，一个用于形成大π键。