Com relação aos orbitais, explique:
Qual o conceito de orbital?

Passo 1

Beleza, o enunciado pede para a gente explicar o conceito de orbital. Isso cai na matéria de Química Quântica (ou Físico-Química), mais especificamente na parte que fala de modelo atômico moderno. Para resolver, a gente vai precisar falar um pouquinho sobre a equação de Schrödinger, o que é função de onda e como ela vira um orbital.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar por que estamos falando de Mecânica Quântica: os elétrons nos átomos não se comportam como bolinhas girando em órbitas fixas (ao estilo planetas). Em vez disso, o comportamento deles é descrito por uma função de onda, que chamamos de ψ (psi). A função de onda surge como solução da equação de Schrödinger para o átomo de hidrogênio (ou átomos mais complexos, usando aproximações).

Passo 3

O que é essa tal de função de onda ψ?
– É uma expressão matemática que depende das coordenadas espaciais (x, y, z) e do spin do elétron.
– Não faz sentido físico em si; mas o quadrado do módulo da função de onda, , dá a densidade de probabilidade de achar o elétron num ponto do espaço.

Passo 4

Então, orbital = região do espaço em que essa densidade de probabilidade é grande.
Mais formalmente, a gente costuma definir o orbital como o conjunto de pontos onde acumula, por exemplo, 90% da probabilidade total de encontrar o elétron. Dentro dessa “nuvem”, o elétron tem alta chance de aparecer. Fora dela, essa chance é muito baixa.

Passo 5

Por que chamamos de orbital?
– “Órbita” lembra trajetórias fixas, e “orbital” lembra uma região ou nuvem de probabilidade.
– Cada orbital tem sua forma (esférica, halter, etc.) e é caracterizado por três números quânticos principais:
  1. (nível de energia),
  2. (forma do orbital – s, p, d, f…),
  3. (orientação no espaço).

Resposta

Um orbital é a região do espaço em torno do núcleo onde a probabilidade de encontrar um elétron (descrita por ) é alta. É a “nuvem” tridimensional resultante da solução quântica (função de onda) para o elétron em um átomo.

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