orbitaaltypen

Orbitaltypen verwijzen naar de categorieën van atomaire orbitals die elk een specifieke vorm en energiekenmerken hebben. Ze worden gedefinieerd door de azimuthale kwantumgetal l: s (l = 0), p (l = 1), d (l = 2), f (l = 3) en op hogere niveaus ook g (l = 4). In een hoofdenergieniveau n kunnen de verschillende subniveaus voorkomen: s bevat 1 orbitaal, p bevat 3, d bevat 5, f bevat 7 en g bevat 9. Elke orbital kan maximaal twee elektronen bevatten met tegengestelde spins, waardoor de capaciteit van de respectieve subniveaus 2, 6, 10, 14 en 18 elektronen bedraagt.

S-orbitals zijn sferisch en isotroop. P-orbitals bestaan uit drie ruimtelijke orientaties langs de x-, y- en z-assen (px, py, pz) met een dumbbell-vorm. D-orbitals hebben vijf orientaties en vertonen complexere vormen zoals klaverbladvormige functies en donuts. F-orbitals zijn nog ingewikkelder en bestaan uit zeven orientaties die samen diverse, ingewikkelde ruimtelijke patronen vormen. Tot hoger gelegen niveaus bestaan ook g-orbitals, met negen orientaties, die in zwaardere elementen voorkomen.

Energetisch gezien hangen de energieniveaus van atomen met meerdere elektronen af van zowel n als l door onderlinge shielding en spin-orbit coupling; de volgorde van invulling is daarom niet altijd uitsluitend bepaald door n en l. Bij het vullen gelden het Pauli-uitputtingsprincipe en Hund’s regel. Orbitaltypen spelen een sleutelrol bij chemische bindingsmogelijkheden, magnetisme en spectrale overgangen.