Orbital molecular

S'anomena orbital molecular a cadascuna de les funcions d'ona, solució de l'equació de Schrödinger, associades a un electró que forma part d'una molècula. El seu valor al quadrat representa la probabilitat de trobar l'electró en els diferents punts de l'espai que envolten una molècula.

Orbital molecular σ^* antienllaçant de la molècula d'hidrogen, H₂

Els orbitals moleculars presenten les mateixes característiques matemàtiques que els orbitals atòmics. Són de natura policèntrica i constitueixen en ells mateixos una interpretació de l'enllaç químic. La descripció de l'estructura molecular mitjançant l'ús d'orbitals moleculars és coneguda com a teoria dels orbitals moleculars, i consisteix a considerar inicialment la molècula com un conjunt de nuclis amb ordenació pròpia, determinar els diversos orbitals de nuclis i omplir els orbitals multicèntrics així obtinguts amb els electrons de la molècula, mitjançant un procediment anàleg al seguit per a establir la configuració electrònica dels elements. Atesa la impossibilitat de resolució analítica de l'equació de Schrödinger per a sistemes amb més d'un electró, és necessari l'ús de mètodes aproximats per a l'obtenció d'orbitals moleculars. El més emprat d'aquests mètodes és el de Combinació Lineal d'Orbitals Atòmics, LCAO (Linear Combination of Atomic Orbitals), que considera l'orbital molecular com a combinació lineal d'orbitals atòmics dels àtoms constituents.

D'acord amb llur simetria respecte a l'eix d'enllaç, hom classifica els orbitals moleculars en:

σ (de simetria cilíndrica),
π (de simetria binària) i
δ (de simetria quaternària).

Energies dels orbitals moleculars de la molècula d'oxigen, O₂, amb els electrons que els ocupen

D'altra banda, la combinació lineal de dos orbitals atòmics origina sempre dos orbitals moleculars, anomenats enllaçant i antienllaçant.

L'orbital enllaçant és de més baixa energia que els orbitals atòmics que l'originen, i es caracteritza per una acumulació de densitat electrònica al llarg de l'eix d'enllaç entre els dos nuclis, mentre que
l'antienllaçant és de més alta energia i presenta un pla nodal entre els dos nuclis.

El mètode d'orbitals moleculars, aproximació LCAO, permet una interpretació qualitativa de l'enllaç. Des del punt de vista quantitatiu, la forma de les funcions obtingudes és acceptable, però les energies dels orbitals poden ser afectades d'error notable. Hom l'ha emprat amb èxit per a descriure l'enllaç dels composts de coordinació.

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Orbital molecular