O que é um orbital?
O que é um orbital?
Passo 1
O enunciado pergunta “O que é um orbital?”, um conceito da mecânica quântica e da química quântica ligado às soluções da equação de Schrödinger para um elétron num átomo. Para responder, vamos precisar falar sobre função de onda, equação de Schrödinger independente do tempo e interpretação probabilística do estado quântico.
Passo 2
Na mecânica quântica, o estado de um elétron num átomo é descrito por uma função de onda
, que satisfaz a equação de Schrödinger independente do tempo:
onde
é o hamiltoniano do elétron no potencial nuclear e
a energia associada.
Passo 3
Ao resolver essa equação para átomos esféricos (como o de hidrogênio), obtemos um conjunto discreto de soluções
, cada uma caracterizada por três números quânticos:
(principal),
(azimutal) e
(magnético). Cada
é uma função que depende de
,
e
e se separa em parte radial e parte angular.
Passo 4
A interpretação de Born diz que
é a densidade de probabilidade de encontrar o elétron em
. Portanto, um orbital é justamente essa função de onda
(ou sua densidade de probabilidade) que define uma região do espaço onde o elétron tem maior chance de ser encontrado.
Resposta
Um orbital é uma solução própria
da equação de Schrödinger para um átomo, caracterizada por números quânticos
, de modo que
representa a densidade de probabilidade de encontrar o elétron naquela região do espaço.