Los niveles de energía de un átomo son discretos. Un orbital atómico, en términos simples, es una región física o espacio (alrededor del núcleo) donde podemos esperar encontrar el electrón con cierta probabilidad. En términos más técnicos, el orbital es una función propia de la ecuación de Schroedinger, que se puede usar para calcular la probabilidad de encontrar el electrón en una determinada región del espacio. Cada orbital se caracteriza por un conjunto único de valores de tres números cuánticos n, l & m que corresponden al número cuántico principal, el número cuántico azimutal y el número cuántico magnético respectivamente. Los nombres s, p, d, f junto con el valor de n describen las configuraciones electrónicas (distribuciones en cada orbital). Matemáticamente, estas configuraciones son descritas por los llamados determinantes Slater o CSF (Configuration State Functions).
Si se sabe de antemano que un sistema atómico se encuentra en un estado propio de energía particular, entonces se puede decir que el electrón existe en un orbital particular (o un conjunto de orbitales degenerados ). Si no, entonces solo se puede decir que el sistema está en una superposición de diferentes estados propios (funciones propias) de su Hamiltoniano (que es igual a su energía cinética más energía potencial, excepto que ya no son solo funciones de coordenadas, sino que son operadores matemáticos). Las funciones propias son funciones complejas y sus coeficientes en la expansión también pueden ser complejas, pero lo que importa es el módulo al cuadrado de estas funciones propias que dan las probabilidades y siempre son reales .
PD: algunos de los términos que he usado aquí pueden sonar como jerga de alto nivel para usted; en ese caso, ignóralos. Tendrás una mejor comprensión de ellos cuando hayas estudiado la mecánica cuántica.
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