Les orbitales sont des fonctions mathématiques qui décrivent le comportement ondulatoire des électrons dans les atomes et les molécules. Les formes de ces fonctions sont déterminées par les nombres quantiques, qui sont un ensemble de quatre nombres décrivant l'énergie, le moment cinétique et le spin de l'électron.

Les orbitales sont souvent représentées comme des nuages ​​tridimensionnels, la densité électronique étant représentée par la luminosité du nuage. Dans les zones du nuage où la densité électronique est élevée, la probabilité de trouver l’électron est plus grande. Les zones où la densité électronique est faible indiquent qu’il y a moins de chances d’y trouver l’électron.

La densité électronique dans une orbitale diminue avec la distance au noyau et la forme de ces nuages ​​​​peut varier considérablement. Certaines orbitales sont sphériques, tandis que d'autres sont plus allongées ou déformées. La forme de l'orbitale et la densité des électrons qui la composent sont influencées par le potentiel électrostatique entourant le noyau, ainsi que par l'état énergétique de l'électron.

Les orbitales sont importantes car elles fournissent une représentation visuelle de la distribution électronique dans les atomes et les molécules, ce qui est essentiel pour comprendre leur comportement chimique. Ils nous aident à comprendre la structure électronique, les liaisons, les propriétés et la réactivité des substances et servent de base aux modèles de mécanique quantique des systèmes atomiques et moléculaires.