Quỹ đạo, trong hóa học và vật lý, một biểu thức toán học, được gọi là hàm sóng, mô tả các tính chất đặc trưng của không quá hai electron trong vùng lân cận của hạt nhân nguyên tử hoặc của một hệ thống hạt nhân như trong một phân tử. Một quỹ đạo thường được mô tả như là một khu vực ba chiều trong đó có xác suất 95% tìm thấy electron (xem hình minh họa).
kim loại chuyển tiếp: quỹ đạo nguyên tử của nguyên tử hydro
Như đã lưu ý trước đó, các electron liên kết với hạt nhân nguyên tử được định vị hoặc tập trung ở các vùng không gian cụ thể khác nhau được gọi là
Các quỹ đạo nguyên tử thường được chỉ định bởi sự kết hợp của các chữ số và chữ cái đại diện cho các thuộc tính cụ thể của các điện tử liên kết với quỹ đạo này, ví dụ, 1s, 2p, 3d, 4f. Các chữ số, được gọi là số lượng tử chính, biểu thị mức năng lượng cũng như khoảng cách tương đối từ hạt nhân. Một electron 1s chiếm mức năng lượng gần hạt nhân nhất. Một electron 2s, ít liên kết mạnh hơn, dành phần lớn thời gian của nó ra xa hạt nhân. Các chữ cái, s, p, d và f chỉ định hình dạng của quỹ đạo. (Hình dạng là hệ quả của độ lớn của động lượng góc của electron, xuất phát từ chuyển động góc của nó.) Một quỹ đạo hình cầu có hình cầu với tâm của nó ở hạt nhân. Do đó, một electron 1s gần như hoàn toàn bị giới hạn trong một khu vực hình cầu gần với hạt nhân; một electron 2s bị giới hạn trong một quả cầu có phần lớn hơn. Một orbital p có hình dạng gần đúng của một cặp thùy ở hai bên đối diện của hạt nhân, hoặc hình dạng một quả tạ. Một electron trong quỹ đạo ap có xác suất bằng một nửa. Hình dạng của các quỹ đạo khác phức tạp hơn. Các chữ cái s, p, d, f, ban đầu được sử dụng để phân loại phổ mô tả thành chuỗi gọi là sắc nét, chính, khuếch tán và cơ bản, trước khi biết mối quan hệ giữa cấu hình phổ và cấu trúc electron nguyên tử.
Không có quỹ đạo p tồn tại ở mức năng lượng đầu tiên, nhưng có một bộ ba ở mỗi mức cao hơn. Các bộ ba này được định hướng trong không gian như thể chúng nằm trên ba trục vuông góc với nhau và có thể được phân biệt bằng các chỉ số, ví dụ: 2p x, 2p y, 2p z. Trong tất cả trừ hai cấp chính đầu tiên, có một bộ năm quỹ đạo d và, trong tất cả trừ ba cấp chính đầu tiên, một bộ bảy quỹ đạo f, tất cả đều có định hướng phức tạp.
Chỉ có hai electron, do spin của chúng, có thể được liên kết với mỗi quỹ đạo. Một electron có thể được coi là có một chiều kim đồng hồ hoặc quay ngược chiều kim đồng hồ về trục của nó, làm cho mỗi electron trở thành một nam châm nhỏ. Các electron trong quỹ đạo đầy đủ được ghép nối với các spin đối diện hoặc các cực từ đối diện.
