Una función cuántica (orbital) que describe la distribución espacial y la energía permitidas de electrones deslocalizados sobre una molécula, construida como combinaciones de orbitales atómicos y categorizada en enlaces, antienlaces y no enlazantes.

Principio

Los orbitales moleculares se forman por combinación lineal de orbitales atómicos (LCAO) u otras funciones de base; la ocupación de los OM por electrones determina el orden de enlace, las excitaciones electrónicas y la reactividad, mientras la simetría y el orden de energía restringen las transiciones factibles.

Demostración

En H2, la combinación en fase de los orbitales 1s produce un OM σ enlazante con mayor densidad electrónica entre los núcleos, mientras que la combinación fuera de fase produce un OM σ* antienlazante; la ocupación de σ* debilita o impide el enlace.

Aplicación incorrecta

Tratar los OM como pares de electrones permanentemente localizados idénticos a los enlaces de Lewis, o asumir que una sola descripción MO captura siempre efectos de correlación electrónica; eso descuida la correlación electrónica, la media de resonancia y la mezcla orbital inducida por el entorno.

Consecuencia

El uso correcto de la teoría MO predice transiciones espectroscópicas, orbitales frontera (HOMO/LUMO) que guían la reactividad química y efectos de deslocalización que explican la conjugación y la aromaticidad.

Inversión

La visión invertida enfatiza orbitales localizados o estructuras de enlace de valencia que representan electrones como pares localizados y solitarios en lugar de OM deslocalizados; ambas perspectivas pueden ser complementarias.

Límite

Se aplica a estados electrónicos describibles por orbitales de tipo un electrón en una base dada; excluye fenómenos que requieren tratamiento multiconfiguracional explícito sin referencia a una imagen de determinante único MO y excluye modelos clásicos de separación de carga.

Tensión semántica

La tensión reside entre las descripciones MO y de enlace de valencia: MO enfatiza funciones de energía deslocalizadas y es potente para espectroscopía y deslocalización, mientras enlace de valencia enfatiza patrones de enlace localizados y estructuras de resonancia.

Síntesis

Un orbital molecular es una función cuántica construida a partir de orbitales atómicos cuya ocupación y simetría determinan el carácter enlazante, las excitaciones electrónicas y los patrones de reactividad en una molécula.