Kimyada moleküler orbital, bir molekül içindeki elektronların dalga benzeri davranışını tanımlayan matematiksel işlevdir. Molekülün herhangi bir bölümünde bir elektron bulma olasılığı gibi kimyasal ve fiziksel özellikleri hesaplamaya yarar.
Moleküler orbitaller genellikle atomik orbitaller ile melez orbitallerin harmanlanmasıyla oluşturulur. Hartree-Fock yöntemi kullanılarak nicel olarak hesaplanabilmektedirler.
Elektron dizilimi, atom fiziği ve kuantum kimyasında, bir atom ya da molekülün elektronlarının atomik ya da moleküler orbitallerdeki dağılımıdır. Örneğin Neon atomunun elektron dizilimi 1s2 2s2 2p6 olarak gösterilir.
Bant teorisi, bir katıdaki elektronların davranışını tanımlar. Bu teoriye göre katıda elektronlar tarafından doldurulacak sürekli enerji bantları ve elektronların bulunamayacağı enerji aralıkları bulunur. Teori elektriksel direnç ve optik absorpsiyon gibi birçok olayı açıklamada büyük yarar sağlar.
Molekül, birbirine bağlı gruplar halindeki atomların oluşturduğu kimyasal bileşiklerin en küçük temel yapısına verilen addır. Diğer bir ifadeyle bir molekül bir bileşiği oluşturan atomların eşit oranlarda bulunduğu en küçük birimdir. Moleküller yapılarında birden fazla atom içerirler. Bir molekül aynı iki atomun bağlanması sonucu ya da farklı sayılarda farklı atomların bağlanması sonucunda oluşabilirler. Bir su molekülü 3 atomdan oluşur; iki hidrojen ve bir oksijen. Bir hidrojen peroksit molekülü iki hidrojen ve 2 oksijen atomundan oluşur. Diğer taraftan bir kan proteini olan gamma globulin 1996 sayıda atomdan oluşmakla birlikte sadece 4 çeşit farklı atom içerir; hidrojen, karbon, oksijen ve nitrojen. Molekülleri oluşturan kimyasal bağlara Moleküler bağlar denir. Bunlar kovalent, iyonik ve metalik bağlardır.
Kimyasal bağ, atomların veya iyonların molekülleri, kristalleri ve diğer yapıları oluşturmak üzere birleşmesidir. Bağ, iyonik bağlar'da olduğu gibi zıt yüklü iyonlar arasındaki elektrostatik kuvvetten veya kovalent bağ'larda olduğu gibi elektronların paylaşılmasından veya bu etkilerin bazı kombinasyonlarından kaynaklanabilir. Açıklanan kimyasal bağların farklı mukavemetleri vardır: kovalent, iyonik ve metalik bağlar gibi "güçlü bağlar" veya "birincil bağlar" ve dipol-dipol etkileşimleri, London dağılım kuvveti ve hidrojen bağı gibi "zayıf bağlar" veya "ikincil bağlar" vardır.
Enerji seviyesi, atom çekirdeğinin etrafında katman katman biçiminde bulunan kısımların her biridir. Bu yörüngelerde elektronlar bulunur. Yörüngenin numarası; 1, 2, 3, 4, ... gibi sayı değerlerini alabilir. Yörünge numarasına baş kuantum sayısı da denir ve "n" ile gösterilir. Yörünge numarası ile yörüngenin çekirdeğe uzaklığı doğru orantılıdır.
Floresans, soğuk cisimlerde moleküler fotonun yutulmasının daha uzun bir dalga boyunda diğer bir fotonun yayılmasını tetiklemesiyle gerçekleşen ışık verme (ışıma) olayıdır. Yutulan ve yayılan fotonlar arasındaki enerji farkı moleküler titreşimler ya da ısı olarak ortaya çıkar.
Salen, organometalik kimyada ve koordinasyon kimyasında kullanılan bir bileşiktir. İsmi salisilik aldehit ve etilendiamin kelimelerinin birleşmesinden meydana gelen bir kısaltmadır, çünkü bu bileşiklerin birleşmesi ile oluşmaktadır.
Molekül fiziği ya da moleküler fizik, moleküllerin fiziksel özelliklerini ve molekülleri oluşturan atomlar arasındaki kimyasal bağları çalışan fizik dalıdır. En çok kullanılan deneysel teknikler spektroskopik tekniklerdir. Atomik fizik ile yakından ilgilidir ve ayrıca teorik kimya, fiziksel kimya ve kimyasal fizik ile çakışmaktadır. Ayrıca atom fiziğinde geçen atomik orbital teorisi, moleküler fizikte moleküler orbital teorisine genişlemektedir.
Deneysel verilerin kullanılmadığı, teorik ilkeler üzerine kurulu kuantum kimyasal hesaplamalara ab initio denir. Ab initio yönteminde genellikle karmaşık bir fonksiyonun daha basit fonksiyonlara indirgenmesi gibi matematiksel yaklaşımlar kullanılır.
Organik kimyada bazı atom halkalarının yapısı beklenenin üstünde kararlıdır. Doymamış bağlar, yalın elektron çiftleri veya boş orbitallerden oluşan konjüge bir halkanın konjüge olmasından beklenecek kararlılıktan daha yüksek bir kararlılık gösterme özelliğine aromatiklik denir. Aromatiklik, halkasal delokalizasyon ve rezonansın bir belirtisi olarak da düşünülebilir.
Moleküler orbital teorisi, atomik orbitallerin birbirleri ile etkileşimlerini ve bunun sonucu olarak molekül orbitallerin oluşumu üzerine kurulan ve özellikle kovalent bağları açıklamada oldukça başarılı olan bir teoridir. Kuantum fiziğinden yararlanarak orbitallerin hangi durumlarda bağ oluşturacaklarını veya oluşturamayacaklarını açıklamaya çalışır.
Kuantum mekaniğine göre atomik orbital, elektronların atom çekirdeği etrafındaki konumunu ve dalga-benzeri özelliklerini tanımlayan bir matematiksel fonksiyondur. Elektronun atom çekirdeği etrafındaki belirli bir bölgede bulunma olasılığı bu fonksiyon aracılığı ile hesaplanabilir. Fizikte atomik, kimyada orbital olarak geçer.
Değerlik kabuğu elektron çifti itmesi kuralları moleküllerin şekillerini tahmin etmede kullanılır ve değerlik elektron çiftlerinin birbirlerini elektrostatik kuvvetle itmesi temeline dayanır. Teorinin yaratıcısı olan bilim adamlarına atfen Gillespie–Nyholm teorisi olarak da adlandırılır. "VSEPR" kısaltması kimi zaman "vespır" olarak da telaffuz edilebilir.
Teoriye göre atomları çevreleyen değerlik elektron çiftleri birbirlerini iterek aralarındaki itme kuvvetini en aza indirirler ve böylece moleküle şeklini verirler. Merkez atoma bağlı atomların sayısı ile bağ yapmamış elektron çiftlerinin sayısının toplamı sterik numarayı verir.
Hesaplamalı kimya, kimya problemlerini çözmeye yardımcı olmak için bilgisayar simülasyonunu kullanan bir kimya dalıdır. Moleküllerin, katıların yapı ve özelliklerini hesaplamak için verimli bilgisayar programlarına dahil edilmiş teorik kimya yöntemlerini kullanır. Bu yöntemlerin kullanılmasının nedeni, hidrojen moleküler iyonu ile ilgili nispeten yeni sonuçlar dışında, kuantum çok-gövdeli(many-body) problemlerin analitik olarak çözülemez oluşudur. Hesaplama sonuçları normal olarak kimyasal deneylerle elde edilen bilgileri tamamlarken, bazı durumlarda gözlemlenmeyen kimyasal olayları da tahmin edebilmektedir. Yeni ilaç ve materyallerin tasarımında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Karşıt bağlayıcı moleküler orbital, iki atom arasındaki kimyasal bağı zayıflatan ve molekülün enerjisini arttırmaya yardım eden bir tür moleküler orbitaldir. Bu tür orbitaller, atom çekirdekleri arasındaki bağlanma bölgelerinde bir ya da birden fazla düğüm bulundurur. Orbitalteki elektronların yoğunluğu, bağlanma bölgesinin dış kısmında yoğunlaşmış olup; bir atm çekirdeğini diğerinden uzaklaştırmaya çalışarak iki atom arasında bir itici güç sağlar.
Elektron çifti ya da Lewis çifti, aynı moleküler orbitale fakat zıt spinlere sahip olan elektronlardır. Elektron çifti konseptinden ilk defa, Gilbert Lewis'in 1916 yılında yayımlanan bir çalışmasında bahsedilmiştir. Elektronlar, fermiyon olduklarından ötürü Pauli dışarlama ilkesi gereğince aynı kuantum sayısına sahip olamazlar. Bu nedenle iki elektronun aynı orbitali paylaşmasının tek yolu, spin kuantum sayılarının farklı olmasıdır. Bu da, aynı orbitaldeki elektron sayısının ikide kalmasına yol açar.
Yöresizleşmiş elektronlar veya delokalize elektronlar bir katı metal, iyon veya molekülde bulunan elektronların tek bir atom veya kovalent bağ ile ilişkili olmamasını tanımlar.
Kimyada, doğrusal moleküler geometri 180°'lik bir açıya yerleştirilmiş diğer iki atoma bağlanmış merkezi bir atom etrafındaki geometriyi tarif eder. Asetilen (HC≡CH) gibi doğrusal organik moleküller genellikle karbon merkezleri için sp orbital hibridizasyonu teşvik edilerek tarif edilir.
Kimyada, " açısal" ya da "bükülmüş" terimi bazı moleküllere moleküler geometrilerini tanımlamak için kullanılabilir. Oksijen gibi bazı atomlar, Elektron dizilimi nedeniyle hemen hemen her zaman iki (veya daha fazla) kovalent bağını doğrusal olmayan yönlerde ayarlarlar. Su (H2O), analoglarının yanı sıra açısal bir molekül örneğidir. İki hidrojen atomu arasındaki bağ açısı yaklaşık olarak 104,45°'dir. Doğrusal olmayan geometri genel olarak sadece ana grup elementleri içeren diğer üç atomlu molekülleri ve iyonlar için gözlemlenir, belirgin örnekler: Azot dioksit (NO2), kükürt diklorür (SCL2) ve metilen (CH2).
Kimyada, elektron verici, elektronları başka bir bileşiğe veren kimyasal oluşumlardır. Verdiği elektronlar sayesinde süreç içinde oksitlenen bir indirgeyici maddedir.
