O que é um orbital eletrônico?
Passo 1
Beleza, a pergunta pede “O que é um orbital eletrônico?”. Isso cai na matéria de Química Quântica/ Físico-Química, mais especificamente no estudo de como o elétron se comporta dentro do átomo. Para responder vamos precisar lembrar do conceito de onda-partícula do elétron, da equação de Schrödinger e de como a solução dela dá origem a funções de onda que a gente chama de orbitais.
Passo 2
Primeiro ponto: elétrons não são bolinhas circulando o núcleo como no modelo de Bohr clássico. Eles têm comportamento de onda e de partícula ao mesmo tempo (dualidade onda-partícula). Para descrever esse “saco de ondas” usamos a equação de Schrödinger independente do tempo:
aqui,
é a função de onda do elétron,
é a constante de Planck reduzida,
é a massa do elétron,
o potencial (no caso do átomo de hidrogênio,
), e
a energia.
Passo 3
A gente resolve essa equação e encontra várias soluções
. Cada conjunto de números quânticos
dá uma função de onda diferente, com forma e energia específicas.
-
(número quântico principal) define o nível de energia. -
(número quântico azimutal) define o formato (esférico, halteres, duplo e tal). -
(número quântico magnético) orienta o orbital no espaço.
Passo 4
O que chamamos de orbital eletrônico é exatamente a região do espaço onde a probabilidade de encontrar o elétron é “alta”. Em termos matemáticos essa probabilidade é dada por
. Então um orbital não é um “caminho” fechado, mas sim uma nuvem no espaço em que
fica grande (por exemplo, 90% de chance de achar o elétron ali dentro).
Resposta
Um orbital eletrônico é a “nuvem” tridimensional definida pela função de onda
obtida da equação de Schrödinger, que indica a região do átomo onde a probabilidade de encontrar um elétron é maior.