In chimica, cos'è un orbitale molecolare?

Un orbitale molecolare è essenzialmente il percorso che un elettrone prende una molecola.Questo è molto simile a un orbitale atomico, tranne per il fatto che un orbitale molecolare è un percorso che tiene conto del campo di più di un nucleo.Esistono due tipi di orbitale molecolare, un legame e uno anti-legame.Ciò è sostanzialmente deciso se gli elettroni orbitanti si muovono attorno ai nuclei in fase o fuori fase.Gli orbitali molecolari sono sostanzialmente sovrapposti agli orbitali atomici e il grado in base al quale vanno insieme determina se gli atomi si legano o meno.

Prima di poter comprendere gli orbitali, è importante conoscere la struttura di un atomo.Protoni e neutroni occupano il nucleo dell'atomo, che è un contenitore molto condensato che si trova al centro di un atomo.Gli elettroni si muovono all'esterno del nucleo, essenzialmente allo stesso modo i pianeti orbitano il sole.Una descrizione semplicistica di come gli elettroni orbitano un nucleo divide gli elettroni in "gusci", che sono sostanzialmente grandi cerchi che circondano il nucleo che può contenere una quantità impostata di elettroni.Proprio come con le orbite planetarie, gli orbitali di elettroni non assumono la forma dei cerchi perfetti.

Gli elettroni non si fanno tutti intorno a un atomo in cerchi set e ordinati.Invece, hanno spesso orbite più insolite e l'orbita specifica che hanno è descritta dalla teoria orbitale atomica.L'orbitale "S" è il più semplice, e questo è essenzialmente un orbitale sferico.Ci sono anche orbitali a forma di manubri, chiamati orbitali "P", che sono disponibili in tre diversi allineamenti.L'interazione tra i due orbitali atomici determina il tipo di orbitale molecolare.

Quando due atomi si legano, gli elettroni stanno ancora cercando di seguire il loro modello orbitale e le loro posizioni determinano il tipo di orbitale molecolare.Il primo tipo di orbitale molecolare arriva quando gli elettroni orbitano entrambi i nuclei in fase e si sovrappongono ad un certo punto.Questo crea un "legame" orbitale, perché la sovrapposizione degli elettroni intensifica la carica negativa e abbassa l'energia potenziale della molecola.Richiederebbe quindi energia per dividerli nei loro atomi separati e gli atomi rimangono insieme.

L'altro tipo di orbitale molecolare è quando gli elettroni orbitano fuori fase.Ciò riduce la carica negativa che creano, che a sua volta aumenta l'energia potenziale complessiva immagazzinata nella molecola.Agli elettroni piace un'energia a basso potenziale, quindi hanno maggiori probabilità di separarsi rispetto all'orbita fuori fase.La bassa energia potenziale di un'orbita fuori fase, quindi, significa che gli atomi si sono divisi e il legame non è formato.