La configuración del último nivel para el nitrógeno es 2s² 2p³, por lo que no es necesaria la promoción de un electrón del orbital 2s para justificar la valencia 3 de este elemento.

No obstante, las medidas de los ángulos de enlace para la molécula de NH₃ dan un valor aproximado de 107º, lo que no es compatible con la utilización de los electrones de los orbitales p_x, p_y y p_z, ya que entonces_, los ángulos de enlace serían de 90º. Si tenemos en cuenta que para una hibridación sp³, los ángulos de enlace son de 109,5º, aproximadamente, podemos suponer una hibridación de este tipo para el nitrógeno. El resultado será la formación de cuatro orbitales híbridos, tres de los cuales contendrán un electrón cada uno, mientras que el restante contendrá dos. La repulsión que ejerce este par sobre los electrones enlazantes produce una pequeña disminución en el ángulo de enlace respecto al de una molécula tetraédrica.

A continuación puede verse una animación del modelo de la molécula de NH₃, realizada mediante el programa Jmol. Para ver esta animación, pulse sobre el siguiente botón.