Che cos'è un orbitale atomico?
Un orbitale atomico è una regione di spazio attorno al nucleo di un atomo in cui si trova un elettrone. La posizione esatta può essere approssimata solo usando le leggi della probabilità. Gli orbitali atomici occupano le aree sferiche intorno al nucleo in tre dimensioni, quindi gli elettroni non orbitano attorno al nucleo come un pianeta orbita attorno a una stella. Ci sono forme diverse anche per gli orbitali; un tipo che circonda simmetricamente il nucleo di un atomo e un altro che si diffonde in direzioni diverse su entrambi i lati del nucleo. Ogni orbitale atomico, indipendentemente dal suo tipo, è situato a diversi livelli di energia che si estendono più lontano dal nucleo, con il livello di energia più basso il più vicino.
Quando un livello di energia circonda il nucleo, viene chiamato orbitale s, e quando l'orbitale si diffonde su entrambi i lati, viene identificato come orbitale. Esistono anche altre forme per gli orbitali atomici, che aiutano a descrivere la natura degli elettroni come onde che circondano un nucleo. Gli atomi con un singolo elettrone sono strutturati come un pianeta con un'atmosfera e gli atomi con molti elettroni sembrano avere una nuvola di elettroni che li circonda. Gli elettroni vicino al nucleo hanno energie più basse, mentre gli orbitali diventano più complessi a livelli di energia più alti più lontano dal nucleo.
Un numero quantico viene utilizzato per definire gli stati di energia degli elettroni e gli elettroni cambiano i livelli di energia emettendo o assorbendo energia. In qualsiasi momento, lo stato di un atomo viene determinato analizzando la sua configurazione elettronica, che può cambiare mentre interagisce con altri atomi e molecole nell'ambiente. Ci sono fino a tre orbitali p in ogni livello, tranne il primo attorno al nucleo, e più è alto il livello di energia, più è allungato l'orbitale. Ogni orbitale atomico contiene due elettroni che si differenziano per la direzione del loro giro.
Negli atomi coinvolti, ciascun orbitale atomico interagisce durante la formazione di molecole e composti. Nella combinazione lineare di orbitali atomici, due o più atomi possono condividere elettroni tra gli orbitali di ciascuno. La teoria degli orbitali atomici di ibridazione descrive la forma di una molecola quando è legata insieme da un atomo anziché da pochi. Può includere la combinazione di entrambi orbitali s e p e viene indicato anche il numero di elettroni. L'orbitale atomico di ciascun elettrone in un atomo è studiato da esperti di meccanica quantistica per comprendere la complessità degli atomi e il modo in cui interagiscono.