Orbitaler är matematiska funktioner som beskriver det vågliknande beteendet hos elektroner i atomer och molekyler. Formerna på dessa funktioner bestäms av kvanttalen, som är en uppsättning av fyra tal som beskriver elektronens energi, rörelsemängd och spinn.

Orbitaler representeras ofta som tredimensionella moln, där elektrondensiteten representeras av molnets ljusstyrka. I områden av molnet där elektrontätheten är hög är det större sannolikhet att hitta elektronen. Områden där elektrontätheten är låg indikerar att det är mindre chans att hitta elektronen där.

Elektrontätheten i en orbital minskar med avståndet från kärnan, och formen på dessa moln kan variera avsevärt. Vissa orbitaler är sfäriska, medan andra är mer långsträckta eller förvrängda. Formen på omloppsbanan och densiteten av elektroner i den påverkas av den elektrostatiska potentialen som omger kärnan, såväl som elektronens energitillstånd.

Orbitaler är viktiga eftersom de ger en visuell representation av elektronfördelningen i atomer och molekyler, vilket är viktigt för att förstå deras kemiska beteende. De hjälper oss att förstå den elektroniska strukturen, bindningen, egenskaperna och reaktiviteten hos ämnen, och fungerar som grund för kvantmekaniska modeller av atomära och molekylära system.