1. Orbital atom
Orbital atom adalah sebuah fungsi matematika yang menggambarkan perilaku sebuah
elektron ataupun sepasang elektron bak-gelombang dalam sebuah atom.[1]
Fungsi ini dapat
digunakan untuk menghitung probabilitas penemuan elektron dalam sebuah atom pada daerah
spesifik mana pun di sekeliling inti atom. Dari fungsi inilah kita dapat menggambarkan
sebuah grafik tiga dimensi yang menunjukkan kebermungkinan lokasi elektron. Oleh karena
itu, istilah orbital atom dapat pula secara langsung merujuk pada daerah tertentu pada sekitar
atom yang ditentukan oleh fungsi matematis kebermungkinan penemuan elektron.[2]
Secara
spesifik, orbital atom menyatakan keadaan-keadaan kuantum yang mungkin dari suatu
elektron dalam sekumpulan elektron di sekeliling atom.
Walaupun beranalogi dengan planet mengelilingi Matahari, elektron tidak dapat digambarkan
sebagai partikel padat, sehingga orbital atom pula tidak akan menyerupai lintasan revolusi
planet. Analogi yang lebih akurat adalah membandingkan orbital atom dengan atmosfer
(elektron) yang berada di sekeliling planet kecil (inti atom). Orbital atom dengan persis
menggambarkan bentuk geometri atmosfer ini hanya ketika terdapat satu elektron yang ada
dalam atom. Ketika elektron yang lebih banyak ditambahkan pada atom tersebut, elektron
tambahan tersebut cenderung akan mengisi volume ruang di sekeliling inti atom secara
merata sehingga kumpulan elektron (kadang-kadang disebut "awan elektron")[3]
tersebut
umumnya cenderung membentuk daerah probabilitas penemuan elektron yang berbentuk
bola.
Orbital atom dan orbital molekul elektron. Orbital-orbital pada gambar di atas disusun seiring
dengan meningkatnya energi. Perhatikan bahwa orbit atom adalah fungsi dari tiga variabel
(dua variabel sudut, dan satu variabel jari-jari r). Penggambaran di atas adalah sesuai
dengan komponen sudut orbital, namun tidaklah sepenuhnya dapat mewakili keseluruhan
bentuk orbital yang ada.
Gagasan bahwa elektron dapat berevolusi di sekeliling ini atom dengan momentum sudut
yang pasti diargumenkan dengan penuh keyakinan oleh Niels Bohr pada tahun 1913,[4]
dan
fisikawan Jepang Hantaro Nagaoka pun telah mempublikasi hipotesis perilaku orbit elektron
seawal tahun 1904.[5]
Namun adalah penyelesaian persamaan Schrödinger pada tahun 1926
untuk gelombang elektron pada atom yang memberikan fungsi matematis orbital atom
modern.[6]

2. Oleh karena berbeda dengan "orbit" mekanika klasik, istilah "orbit" elektron pada atom
digantikan dengan istilah orbital, yang diciptakan oleh kimiawan Robert Mulliken pada tahun
1932.[7]
Orbital atom umumnya dideskripsikan sebagai fungsi gelombang "bak hidrogen"
dengan bilangan kuantum n, l, m yang berkorespondensi dengan energi, momentum sudut,
dan arah momentum sudut pasangan elektron secara berurutan. Tiap-tiap orbital (ditentukan
oleh sehimpunan bilangan kuantum yang berbeda) yang secara maksimal hanya dapat
menampung dua elektron ini memiliki nama klasik s,p,d, dan f. Nama-nama ini berasal dari
karakteristik yang terpantau pada garis spektroskopi masing-masing, yakni sharp, principal,
diffuse, dan fundamental. Nama orbital setelah orbital f dinamakan secara alfabetis mulai dari
g.[8][9]