O que é orbital?

Passo 1

O enunciado pergunta o que é orbital. O conteúdo envolve mecânica quântica aplicada ao átomo. Para responder, vamos usar a equação de Schrödinger, a interpretação da função de onda e a classificação dos orbitais por números quânticos e forma geométrica.

Passo 2

Na mecânica quântica, o estado de um elétron num átomo é descrito por uma função de onda Psi(r,theta,phi), que satisfaz a equação de Schrödinger independente do tempo:
-hbar^22mnabla^2Psi(r,theta,phi) + V(r),Psi(r,theta,phi) = E,Psi(r,theta,phi)
Pela interpretação de Born, o quadrado do módulo da função de onda, l|Psi(r,theta,phi)r|^2, é a densidade de probabilidade de encontrar o elétron na posição (r,theta,phi). Cada solução estacionária Psin,ell,mell(r,theta,phi) define um orbital atômico.

Passo 3

Os orbitais são identificados pelos números quânticos principal n, azimutal ell e magnético mell:
n determina o nível de energia do elétron;
ell determina a forma do orbital;
mell fixa a orientação espacial do orbital.

Passo 4

Os tipos mais comuns de orbital são:
– orbital s ( ell=0, formato esférico);
– orbital p ( ell=1, formato bilobado);
– orbital d ( ell=2, formas mais complexas);
– orbital f ( ell=3, ainda mais complexas).
Cada tipo possui orientações diferentes definidas pelos valores de mell.

Resposta

Um orbital é a função de onda Psin,ell,mell(r,theta,phi) de um elétron em um átomo, solução da equação de Schrödinger que, por meio de l|Psir|^2, determina a região do espaço com maior probabilidade de encontrar esse elétron, sendo caracterizado pelos números quânticos n, ell e mell.

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