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[[Archivo:Electron orbitals.svg|350px|right|thumb|Orbitales atómicos y moleculares. El esquema de la izquierda es la regla de [[Madelung]] para determinar la secuencia energética de orbitales. El resultado es la secuencia inferior de la imagen. Hay que tener en cuenta que los orbitales son función de tres variables, la distancia al núcleo, '''r''' y dos ángulos. Las imágenes sólo representan la componente angular del orbital]]
== Introducción ==
Un orbital atómico es la descripción [[onda|ondulatoria]] del tamaño, forma y orientación de una región del [[espacio]] disponible para un [[electrón]]<ref>Milton Orchin,Roger S. Macomber, Allan Pinhas, and R. Marshall Wilson(2005)"[http://media.wiley.com/product_data/excerpt/81/04716802/0471680281.pdf Atomic Orbital Theory]"</ref>. Cada orbital presenta una [[energía]] específica para el estado del electrón.
La posición (la [[probabilidad]] de la [[amplitud]]) de encontrar un electrón en un [[punto]] determinado del espacio se define mediante sus [[coordenada]]s en el espacio. En [[coordenadas cartesianas]] dicha probabilidad se denota como '''ψ(x, y, z)''', donde '''ψ''' no se puede medir directamente.
En realidad '''ψ''' es una herramienta matemática. En términos de coordenadas esféricas, '''ψ''' se expresa como '''ψ(r, θ, φ)'''. Dada la simetría esférica de los átomos, dichas coordenadas se usan, de manera muy frecuente, en cálculos de funciones de onda para las descripción de los electrones y sus estados energéticos en los mismos.
El significado de dichas coordenadas es el siguiente:
* '''r''' es la distancia radial de cualquier punto del espacio al origen de coordenadas
* '''θ''', es el ángulo entre el radio vector '''r''' y el eje z
* '''φ''' es el ángulo entre el eje x y la proyección del radio vector con el plano xy.
Las relaciones entre los dos sistemas de coordenadas son:
* '''x = r sen θ cos φ'''
* '''y = r sen θ sin φ'''
* '''z = r cos θ'''
== La función de ondas ==
En el modelo atómico surgido tras la aplicación de la [[Mecánica Cuántica]] a la descripción de los electrones en los átomos (modelo posterior al [[Modelo atómico de Bohr|átomo de Bohr]]<ref>{{cita publicación
| apellido=Bohr | nombre=Niels
| título=On the Constitution of Atoms and Molecules
| publicación=Philosophical Magazine | año=1913
| volumen=26 | número=1 | páginas=476}}</ref>, y en general en [[química]], se denomina '''orbital atómico''' a cada una de las funciones de onda [[electrón|monoelectrónicas]] que describen los [[estado estacionario|estados estacionarios]] de los [[átomo hidrogenoide|átomos hidrogenoides]] (son las funciones de onda '''Ψ''' que se obtienen resolviendo la [[ecuación de Schrödinger]] independiente del tiempo '''HΨ = EΨ''', es decir, las funciones propias del Hamiltoniano, H).
No representan la posición concreta de un electrón en el espacio, que no puede conocerse dada su naturaleza mecanocuántica, sino que representan una región del espacio en torno al núcleo atómico en la que la probabilidad de encontrar al electrón es elevada (por lo que en ocasiones al orbital se le llama ''Región espacio energética de manifestación probabilística electrónica'' o '''REEMPE''').
El nombre que se asigna a las distintas clases de orbitales se debe a su relación con las lineas del [[espectro]] de un elemento (en inglés '''s''' sharp, '''p''' principal, '''d''' diffuse y '''f''' fundamental y el resto de los nombres, a partir de aquí, siguen el orden alfabético '''g''',''' h''' ).
== Los números cuánticos ==
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