Em química, o que é um orbital molecular?

Um orbital molecular é essencialmente o caminho que um elétron percorre em torno de uma molécula. Isso é muito semelhante a um orbital atômico, exceto que um orbital molecular é um caminho que leva em conta o campo de mais de um núcleo. Existem dois tipos de orbital molecular, um de ligação e outro de ligação. Isso é basicamente decidido se os elétrons em órbita se movem ao redor dos núcleos em fase ou fora de fase. Os orbitais moleculares são basicamente orbitais atômicos sobrepostos, e o grau pelo qual eles caminham juntos determina se os átomos se ligam ou não.

Antes de poder entender os orbitais, é importante conhecer a estrutura de um átomo. Prótons e nêutrons ocupam o núcleo do átomo, que é um recipiente muito condensado que fica no centro de um átomo. Os elétrons giram ao redor do exterior do núcleo, essencialmente da mesma maneira que os planetas orbitam o sol. Uma descrição simplista de como os elétrons orbitam um núcleo divide os elétrons em "conchas", que são basicamente grandes círculos ao redor do núcleo que podem conter uma quantidade definida de elétrons. Assim como nas órbitas planetárias, os orbitais de elétrons não assumem a forma de círculos perfeitos.

Os elétrons nem sempre andam em torno de um átomo em círculos ordenados. Em vez disso, eles geralmente têm órbitas mais incomuns, e a órbita específica que eles têm é descrita pela teoria orbital atômica. O orbital “s” é o mais simples, e este é essencialmente um orbital esférico. Existem também orbitais em forma de halteres, chamados orbitais “p”, que vêm em três alinhamentos diferentes. A interação entre os dois orbitais atômicos determina o tipo do orbital molecular.

Quando dois átomos se ligam, os elétrons ainda estão tentando seguir seu padrão orbital definido e suas posições determinam o tipo de orbital molecular. O primeiro tipo de orbital molecular ocorre quando os elétrons orbitam ambos os núcleos em fase e se sobrepõem em algum momento. Isso cria um orbital de "ligação", porque a sobreposição dos elétrons intensifica a carga negativa e diminui a energia potencial da molécula. Portanto, seria necessário energia para separá-los em átomos separados, e os átomos permanecem juntos.

O outro tipo de orbital molecular ocorre quando os elétrons orbitam fora de fase. Isso diminui a carga negativa que eles criam, o que aumenta a energia potencial geral armazenada na molécula. Os elétrons gostam de uma energia de baixo potencial, portanto, é mais provável que eles se separem do que orbitam fora de fase. A baixa energia potencial de uma órbita fora de fase significa que os átomos se separam e a ligação não é formada.