Hvad er en molekylær orbital inden for kemi?
En molekylær orbital er i det væsentlige den sti, som en elektron tager omkring et molekyle. Dette ligner meget en atomisk orbital, bortset fra at en molekylær orbital er en bane, der tager højde for området for mere end en kerne. Der er to typer molekylær orbital, en bindende en og en anti-binding. Dette afgøres grundlæggende af, om de kredsløbende elektroner bevæger sig omkring kernerne i fase eller ud af fase. Molekylære orbitaler overlapper grundlæggende atomare orbitaler, og graden, hvormed de går sammen, bestemmer, om atomerne vil binde sig eller ej.
Før det er i stand til at forstå orbitaler, er det vigtigt at kende strukturen i et atom. Protoner og neutroner optager atomens kerne, som er en meget kondenseret beholder, der sidder i midten af et atom. Elektroner suser omkring ydersiden af kernen, i det væsentlige på samme måde som planeter kredser om solen. En forenklet beskrivelse af, hvordan elektroner kredser rundt om en kerne, opdeler elektronerne i ”skaller”, som stort set er store cirkler, der omgiver kernen, som kan indeholde en bestemt mængde elektroner. Ligesom med planetbaner, har elektroniske orbitaler ikke form af perfekte cirkler.
Elektroner kører ikke alle rundt i et atom i sæt, ordnede cirkler. I stedet har de ofte mere usædvanlige bane, og den specifikke bane, som de har, er beskrevet af den atomære orbitalteori. Ordenen "s" er den enkleste, og dette er i det væsentlige en sfærisk orbital. Der er også håndvægtsformede orbitaler, kaldet “p” -bane, der findes i tre forskellige justeringer. Samspillet mellem de to atomiske orbitaler bestemmer typen af den molekylære orbital.
Når to atomer binder, prøver elektronerne stadig at følge deres indstillede orbitalmønster, og deres positioner bestemmer typen af molekylær orbital. Den første type molekylær orbital kommer, når elektronerne kredser om begge kerner i fase og overlapper på et tidspunkt. Dette skaber en "bindende" orbital, fordi elektronernes overlapning intensiverer den negative ladning og sænker molekylets potentielle energi. Det ville derfor kræve energi for at opdele dem tilbage i deres separate atomer, og atomerne forbliver sammen.
Den anden type molekylær orbital er, når elektronerne går rundt i fase. Dette mindsker den negative ladning, de skaber, hvilket igen øger den samlede potentielle energi, der er lagret i molekylet. Elektroner kan lide en lavpotentialet energi, så de er mere tilbøjelige til at adskille end kredsløb uden for fase. Energien med et lavt potentiale i en bane, der ikke er i fase, betyder, at atomerne splittes, og bindingen ikke dannes.