Aatomorbitaalide

Aatomorbitaalide mõiste viitab piirkondadele aatomis, kus elektronide leidumise tõenäosus on suurim. Need orbitalsid on Schrödingeri võrrandi lahenduste tulemused Coulombi potentsiaaliga. Hydrogeni aatomis on orbitalsid täpselt määratletud; mitme elektroniga aatomi puhul kasutatakse keskpotentsiaali lähenemist ja ligikaudseid lahendeid.

Iga orbital on kirjeldatav nelja kvantnumbri abil: peamine n, azimuthalne l, magnetiline m_l ja spin m_s. Väärtused on 0 ≤ l < n, m_l ∈ {−l, −l+1, ..., l}, ning m_s ∈ {−1/2, +1/2}. Orbitaalid liigitatakse tüüpideks s-, p-, d- ja f-orbitaalideks: s-orbitaalid on sferilised, p-orbitaalid on kolm orientatsiooni p_x, p_y ja p_z, ning d- ja f-orbitaalid on keerukama kujuga ja esinevad suuremates n-tasemetel.

Energiataseid arutades: hydrogeni aatomis sõltub energia ainult peamisest n-st. Mitme elektroniga aatomites sõltub energia lisaks n-le ka l-st ja elektronide tõrjest ning spin-orbit interaktsioon tekitab peenstruktuuri. Seetõttu sama n-toega orbitaalidel võib olla erinev energiatasem.

Orbitaalidel on nodid: radialnode arv on n − l − 1 ja angularnode arv on l. See määrab elektronide tiheduse ja ruumilise jaotuse. Aatomorbitaalid on aluseks keemilise sideme mõistmisele ning elektronkonfiguratsioonide kirjeldamisele; molekulides ühenduvad neist moodustuvad molekulaarsete orbitiaalide valdkonnad.

Näide: neoni elektronkonfiguratsioon on 1s^2 2s^2 2p^6.