Hablando honesta y directamente, no tiene sentido, ya que es una cuestión de convención.
Los orbitales [matemática] p_x [/ matemática], [matemática] p_y [/ matemática] y [matemática] p_z [/ matemática] son descripciones matemáticas de los orbitales reales. De hecho, son bastante arbitrarios, ya que la Naturaleza no tiene una regla y una brújula ni ningún diagrama o lo que sea para determinar los orbitales.
Los orbitales son la realización geométrica de funciones de onda resultantes de una ecuación diferencial parcial especial, la ecuación de Schrödinger , que al mismo tiempo es una ecuación de valor propio ; significa que proporciona al mismo tiempo las funciones que son soluciones de la ecuación, las funciones propias o los vectores propios ( en este caso, las funciones de onda ) y los valores numéricos relacionados con ellos, los valores propios , que en este caso son valores propios de energía.
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Las ecuaciones diferenciales lineales tienen una característica particular: cualquier combinación lineal de las soluciones (funciones) también son soluciones de la ecuación. Esta propiedad le permite a uno elegir las soluciones a su antojo, considerando solo la conveniencia. Y dado que todas estas soluciones tienen un significado físico, es más una cuestión de utilidad y conveniencia de la situación. Esta es la explicación de otro tema que no se preguntó aquí, pero que está estrechamente relacionado con esta pregunta: el tema de la hibridación . La hibridación es un reensamblaje matemático de las soluciones (funciones de onda / orbitales) para ajustarse mejor a los requisitos de la situación física, es decir, los ángulos, las energías y las longitudes de bong en una situación física específica.
Lo sé, es casi matemática en química. Pero la ciencia de hoy está dotada de tantas matemáticas, pero no temas, se puede tomar en dosis homeopáticas.
Atentamente
PD: Como verá, las funciones de onda no son exactamente las mismas que las de los orbitales. Los orbitales (el lugar geométrico del espacio permitido para los electrones gobernados por esa función de onda) están relacionados con las funciones de onda, pero están más directamente relacionados con el cuadrado de la función de onda (en un sentido muy específico y preciso, vea los artículos)
PS2: Ver la respuesta de Steve Harris. Allí enfoca un hecho que olvidé escribir en mi respuesta: las energías orbitales son iguales en ausencia de un campo magnético (así como en ausencia de un campo eléctrico), es decir, la [matemática] p_x [/ matemática], [matemática] p_y [/ matemática] y [matemática] p_z [/ matemática] los orbitales están degenerados .
PS3: hay otro punto:
¿Qué representan los valores propios y los vectores propios intuitivamente? ¿Cuál es su significado?
