¿Hay alguna diferencia entre las funciones de onda (física) y los orbitales atómicos (química)?

Los orbitales atómicos son las funciones de onda de uno (o dos) electrones (o funciones de distribución de probabilidad para uno o dos electrones) en la mecánica cuántica, donde cada función de distribución de probabilidad está representada por la cantidad a continuación.

Mientras tanto…

Una función de onda o función de onda es una amplitud de probabilidad en la mecánica cuántica que describe el estado cuántico de una partícula o sistema de partículas. Típicamente, es una función del espacio o momento o rotación y posiblemente del tiempo que devuelve la amplitud de probabilidad de una posición o momento para una partícula subatómica. Matemáticamente, es una función de un espacio que mapea los posibles estados del sistema en los números complejos.

Hablando teóricamente, los orbitales atómicos son solo un subconjunto de todas las funciones de onda posibles para un átomo. Solo tenemos orbitales atómicos que predicen los estados de uno o dos electrones. Pero podemos tener funciones de onda que (teóricamente) predicen el estado de tantos electrones como desee (aunque esto introduce una complejidad significativa, lo que hace que las funciones de onda sean demasiado complejas para resolverlas mediante soluciones analíticas, por lo que intentamos resolverlas computacionalmente)

De hecho, también puede tener orbitales / funciones de onda para las moléculas.

“Del mismo modo que un orbital atómico es una función de onda que describe la distribución de un electrón alrededor del núcleo de un átomo, un orbital molecular (MO) es una función de onda que describe la distribución de un electrón sobre todos los núcleos de una molécula”.

http://www.britannica.com/nobelp …

(Gracias a Quora User por aclarar algunas cosas en los comentarios)

Los orbitales atómicos de la química son funciones de onda en la mecánica cuántica.

Específicamente, son las funciones propias del cuadrado del operador de momento angular orbital. Se expresan en términos de productos de componentes radiales con funciones armónicas esféricas, que son soluciones a la ecuación de Schrodinger en coordenadas polares esféricas para un potencial esféricamente simétrico.

http://en.wikipedia.org/wiki/Ato …

http://en.wikipedia.org/wiki/Sph …

Y debo estar en desacuerdo con la respuesta de Jim. La descripción de la función de onda de los electrones atómicos, o cualquier otra partícula, representa todo lo que potencialmente podemos saber sobre estas partículas, y la correspondencia con la realidad es exacta. Por lo tanto , representan “toda la verdad” sobre estos fenómenos.

La única dificultad que tenemos es que solo podemos resolver analíticamente la ecuación de Schrodinger para átomos bastante simples; para átomos más complejos, las ecuaciones deben resolverse numéricamente en una computadora, pero aún pueden resolverse con un grado arbitrario de precisión (es decir, con la precisión que necesitamos).

Sí, por supuesto es cierto que las funciones de onda y los orbitales atómicos son en realidad metáforas matemáticas e imágenes mentales convenientes del reino cuántico, pero son todo lo que tenemos, y no hay otra descripción rival que pueda competir con la mecánica cuántica en términos de su poder predictivo o acuerdo con datos empíricos. En este sentido, la física cuántica también representa “la única verdad” sobre tales fenómenos.

Si los filósofos y los místicos piensan que saben más acerca de los átomos y las partículas subatómicas de lo que la física cuántica puede revelar, entonces, por favor, díganos: todos somos oídos: o) En su defecto, deben evitar la tentación de molestar a la física cuántica cuando no tienen nada mejor para reemplazarlo con: o)