Почему атомы углерода при тройной связи находятся в состоянии sp-гибридизации?

Потому что в процесс гибридизации вступает по 2 гибридных облака (s и p-облака) от каждого атома углерода, которым легче перекрываться вдоль прямой линии, т. е. под углом 180° (сигма - связь). Остальные по 2 негибридных облака от каждого атома углерода перекрываются над - и под - плоскостью образуя дополнительные 2 пи-связи.