კვანტური მექანიკა არის მომხიბლავი ველი, რომელიც გვეხმარება გავიგოთ მატერიისა და ენერგიის ქცევა მიკროსკოპულ დონეზე. კვანტურ მექანიკაში ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ცნებაა ატომური ორბიტალების იდეა.
ატომური ორბიტალი არის მათემატიკური ფუნქცია, რომელიც აღწერს ელექტრონის პოვნის ალბათობას კონკრეტულ ადგილას ატომის ბირთვის გარშემო. ატომში თითოეული ელექტრონი შეიძლება აღწერილი იყოს ოთხი კვანტური რიცხვის უნიკალური ნაკრებით, რომელიც განსაზღვრავს მის ენერგეტიკულ დონეს, კუთხურ იმპულსს, მაგნიტურ მომენტს და სპინს.
თითოეული ატომური ორბიტალის ფორმა შეიძლება ზუსტად იყოს გამოსახული ფორმულის გამოყენებით, რომელსაც ეწოდება სფერული ჰარმონიები, რომელიც ქმნის ელექტრონის სავარაუდო მდებარეობის ვიზუალურ წარმოდგენას ბირთვის გარშემო. ეს გამოსახულებები ხშირად ნაჩვენებია წერტილების სერიის სახით, თითოეული წარმოადგენს ელექტრონის სავარაუდო ადგილს.
მეორე მხრივ, VSEPR (ვალენტური გარსის ელექტრონების წყვილის მოგერიების) თეორია არის მოდელი, რომელიც გამოიყენება მოლეკულების გეომეტრიის პროგნოზირებისთვის, ელექტრონების განლაგების საფუძველზე მათ ვალენტურ გარსებში. ამ თეორიის მიხედვით, მოლეკულის ვალენტურ გარსში არსებული ელექტრონები ერთმანეთს იგერიებენ და მათი მოგერიება განსაზღვრავს მოლეკულის ფორმას.
VSEPR მოდელი პროგნოზირებს მოლეკულური ფორმების სპექტრს, მათ შორის წრფივი, ტრიგონალური პლანშეტური, ტეტრაედრული, ტრიგონალური ბიპირამიდული და ოქტაედრული. ეს ფორმები შეიძლება გამოყენებულ იქნას მოლეკულის ფიზიკური და ქიმიური თვისებების პროგნოზირებისთვის, როგორიცაა პოლარობა და რეაქტიულობა.
ეს აპლიკაცია მოგაწვდით ამ მომხიბვლელ ინფორმაციას იმის შესახებ, თუ როგორ იქცევიან ატომები და მოლეკულები რეალურ სამყაროში.