¿Qué es un orbital atómico?

Un orbital atómico es una región del espacio alrededor del núcleo de un átomo donde se encuentra un electrón. La ubicación exacta solo se puede aproximar utilizando las leyes de probabilidad. Los orbitales atómicos ocupan áreas esféricas alrededor del núcleo en tres dimensiones, por lo que los electrones no orbitan el núcleo como un planeta orbita una estrella. Los orbitales también tienen diferentes formas; un tipo que rodea simétricamente el núcleo de un átomo, y otro que se extiende en diferentes direcciones a cada lado del núcleo. Cada orbital atómico, sin importar su tipo, está situado en diferentes niveles de energía que se extienden más lejos del núcleo, siendo el nivel de energía más bajo el más cercano.

Cuando un nivel de energía rodea el núcleo, se llama orbital s, y cuando el orbital se extiende a ambos lados, se identifica como orbital ap. También hay otras formas de orbitales atómicos, que ayudan a describir la naturaleza de los electrones como ondas que rodean un núcleo. Los átomos con un solo electrón están estructurados como un planeta con una atmósfera, y los átomos con muchos electrones parecen tener una nube de electrones que los rodea. Los electrones cerca del núcleo tienen energías más bajas, mientras que los orbitales se vuelven más complejos a niveles de energía más altos más lejos del núcleo.

Se utiliza un número cuántico para definir estados de energía de electrones, y los electrones cambian los niveles de energía emitiendo o absorbiendo energía. En cualquier momento dado, el estado de un átomo se determina analizando su configuración electrónica, que puede cambiar a medida que interactúa con otros átomos y moléculas en el medio ambiente. Hay hasta tres orbitales p en cualquier nivel, excepto el primero alrededor del núcleo, y cuanto mayor es el nivel de energía, más alargado es el orbital. Cada orbital atómico contiene dos electrones que se diferencian por la dirección de su giro.

En los átomos involucrados, cada orbital atómico interactúa durante la formación de moléculas y compuestos. En los orbitales atómicos de combinación lineal, dos o más átomos pueden compartir electrones entre los orbitales de cada uno. La teoría de los orbitales atómicos de hibridación describe la forma de una molécula cuando está unida por un átomo en lugar de unos pocos. Puede incluir la combinación de ambos orbitales syp, y también se indica el número de electrones. Los expertos en mecánica cuántica estudian el orbital atómico de cada electrón en un átomo para comprender la complejidad de los átomos y cómo interactúan.