aatomiorbitaalide

Aatomiorbitaalid on kvantmehaanika abil kirjeldatavad elektronide tõenäosusjaotused aatomi ümber tuuma. Need ei ole elektronide kindlaid teekondi, vaid ruumi piirkonnad, kus elektron tõenäosus asuda on suurim. Aatomiorbitaalid tulenevad Schrödingeri võrrandi lahendustest; iga orbital on määratletud kvantnumbritega n, l, m_l ja m_s.

Peamised kvantnumbreid on: n on peamine energiataset ja tuuma kaugust kirjeldav number; l on azimutalnumber, mis võrdub 0-st kuni n-1-ni; m_l on magnetiline kvantnumber, -l-st +l-ni; m_s on spin, ±1/2. Orbitaalid jagunevad s-, p-, d- ja f-tüüpides nende l-väärtuse kaudu: l = 0, 1, 2, 3 vastavalt s-, p-, d- ja f-orbitaalidele. S-orbitaalid on sferilise kujuga, p-orbitaalid on kaksik- või dumbbell- kujul, d- ja f-orbitaalid on keerukamad.

Iga n ja l kombinatsioon koos m_liga määrab 2(2l+1) magnetilise alamkihi. Energia sõltub aatomist; vesiniku-sarnastes süsteemides on energia peamiselt n-st, kuid tegelikes aatomites l ja elektronide vastastikmõjud mõjutavad järjestust. Üldine trend on, et 4s-orbitaal täitub enne 3d-d, kuigi täpne järjestus sõltub elektronide koostoimetest.

Aatomiorbitaalide kontseptsioon on oluline keemias ja füüsikas: nende kuju ja energia määravad sidemete tekkimise võimalused, valentsuse ning spektraalsed omadused. Lisaks on orbit aalid kvantteoreetilised tõenäosusväljad; tegelik elektronkäitumine ilmub tõenäosusjaotusena.