**ออร์บิทัลเชิงโมเลกุล** (อังกฤษ: Molecular Orbitals; MO) เป็นฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายพฤติกรรมคล้ายคลื่นของอิเล็กตรอนในโมเลกุลโดยฟังก์ชันนี้มีความสำคัญในการคำนวณสมบัติทางเคมีและสมบัติทางกายภาพ อาทิ ความน่าจะเป็นที่จะพบอิเล็กตรอนในบริเวณต่างๆรอบโมเลกุล คำว่า "ออร์บิทัลเชิงโมเลกุล" ถูกนำใช้ครั้งแรกโดย โรเบิร์ต มัลลิเกน (Robert S. Mulliken) ในปี ค.ศ. 1932

ภาพรวมของออร์บิทัลเชิงโมเลกุล
-----------------------------

ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลสามารถใช้แสดงบริเวณในโมเลกุลที่สามารถพบอิเล็กตรอน ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลได้จากการรวมกันของออร์บิทัลเชิงอะตอมที่ให้รายละเอียดเกี่ยวกับอิเล็กตรอนรอบๆอะตอม ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลสามารถระบุโครงแบบอิเล็กตรอนของโมเลกุลตำแหน่งการกระจายตัวและพลังงานของอิเล็กตรอนในโมเลกุล โดยออร์บิทัลเชิงโมเลกุลได้จากการรวมกันเชิงเส้นตรงของออร์บิทัลเชิงอะตอม (LCAO) ในทฤษฎีออร์บิทัลเชิงโมเลกุล (molecular orbital theory)

การเกิดออร์บิทัลเชิงโมเลกุล
---------------------------

ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลเกิดจากอันตรกิริยาระหว่างออร์บิทัลเชิงอะตอมที่มีสมมาตรที่เข้ากันได้ (ได้จากการพิจารณาตามทฤษฎีพอยท์กรุ๊ป) โดยจำนวนออร์บิทัลเชิงโมเลกุลจะต้องเท่ากับจำนวนออร์บิทัลเชิงอะตอมที่มารวมกันสำหรับโมเลกุลอะตอมคู่ใดๆแล้ว ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลแสดงได้ดังฟังก์ชันคลื่นดังต่อไปนี้

{\displaystyle \Psi =c\_{a}\psi \_{a}+c\_{b}\psi \_{b}}
{\displaystyle \Psi ^{\*}=c\_{a}\psi \_{a}-c\_{b}\psi \_{b}}
เมื่อ {\displaystyle \Psi } และ {\displaystyle \Psi ^{\*}} แทนฟังก์ชันคลื่นของโมเลกุลสำหรับออร์บิทัลเชิงโมเลกุลแบบสร้างพันธะและออร์บิทัลเชิงโมเลกุลแบบต้านพันธะตามลำดับ {\displaystyle \psi \_{a}} และ {\displaystyle \psi \_{b}} คือ ฟังก์ชันคลื่นของอะตอม ส่วน *ca* และ *cb* คือสัมประสิทธิ์

ชนิดของออร์บิทัลเชิงโมเลกุล
---------------------------

ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลสามารถแบ่งออกเป็น 3 ชนิด ดังนี้

### ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลแบบสร้างพันธะ (bonding molecular orbitals)

* อันตรกิริยาระหว่างออร์บิทัลเชิงอะตอมเป็นอันตรกิริยาแบบเสริมกัน (constructive (in-phase) interactions)
* พลังงานของออร์บิทัลเชิงโมเลกุลแบบสร้างพันธะจะต่ำกว่าพลังงานของออร์บิทัลเชิงอะตอมที่มารวมกัน

### ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลต้านสร้างพันธะ (antibonding molecular orbitals)

* อันตรกิริยาระหว่างออร์บิทัลเชิงอะตอมเป็นอันตรกิริยาแบบหักล้างกัน (destructive (out-of-phase) interactions) โดยมีระนาบบัพ (nodal plane) ที่ฟังก์ชันคลื่นของออร์บิทัลเชิงโมเลกุลต้านสร้างพันธะเป็นศูนย์ระหว่างอะตอมที่เกิดอันตรกิริยากัน
* พลังงานของออร์บิทัลเชิงโมเลกุลแบบต้านพันธะจะสูงกว่าพลังงานของออร์บิทัลเชิงอะตอมที่มารวมกัน

### ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลไม่สร้างพันธะ (nonbonding molecular orbitals)

* ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลไม่สร้างพันธะเป็นผลของการไม่มีอันตรกิริยาระหว่างออร์บิทัลเชิงอะตอมเนื่องจากไม่มีออร์บิทัลที่มีสมมาตรเข้ากันได้
* พลังงานของออร์บิทัลเชิงโมเลกุลไม่สร้างพันธะจะเท่ากับพลังงานของออร์บิทัลเชิงอะตอม

การบอกชื่อของออร์บิทัลเชิงโมเลกุลตามสมมาตร
------------------------------------------

เราสามารถจำแนกชนิดของอันตรกิริยาระหว่างออร์บิทัลเชิงอะตอมตามสมบัติทางสมมาตร โดยการบอกชื่อออร์บิทัลเชิงโมเลกุลเป็น *σ* (ซิกมา), *π* (ไพ), *δ* (เดลตา), *φ* (ฟี), *γ* (แกมมา) เป็นต้น ซึ่งสอดคล้องกับสมมาตรของออร์บิทัลเชิงอะตอม *s*, *p*, *d*, *f* และ *g* ตามลำดับ จำนวนระนาบบัพ ของ ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลแบบ *σ*, *π*, *δ*, ... จะเท่ากับ 0, 1, 2, ... ตามลำดับ

### สมมาตรแบบ *σ*

ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลที่มีสมมาตรแบบ *σ* เกิดจากอันตรกิริยาระหว่าง *s*-ออร์บิทัล จำนวน 2 ออร์บิทัล หรือ *p*z จำนวน 2 ออร์บิทัลตามแนวแกนระหว่างนิวเคลียส โดยการหมุนรอบแกนไม่ทำให้เปลี่ยนเฟส และ *σ*\* ออร์บิทัล หรือ ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลแบบต้านพันธะ *σ* ก็ไม่เปลี่ยนเฟสเมื่อมีการหมุนรอบแกนเช่นกัน 

### สมมาตรแบบ *π*

ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลที่มีสมมาตรแบบ *π* เกิดจากอันตรกิริยาระหว่าง *p*x จำนวน 2 ออร์บิทัล หรือ *p*y จำนวน 2 ออร์บิทัล ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลที่มีสมมาตรแบบ *π* จะไม่สมมาตรเมื่อเมื่อมีการหมุนรอบแกนระหว่างนิวเคลียสเนื่องจากจะทำให้มรการเปลี่ยนเฟสขึ้น ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลแบบต้านพันธะ *π*\* ก็ไม่เปลี่ยนเฟสเมื่อมีการหมุนรอบแกนเช่นกัน 

การเรียงตัวของ *p*-ออร์บิทัลเพื่อเกิดเป็นพันธะ *π*
### สมมาตรแบบ *δ*

ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลที่มีสมมาตรแบบ *δ* เกิดจากอันตรกิริยาระหว่าง *d*xy จำนวน 2 ออร์บิทัล หรือ *d*x2-y2 จำนวน 2 ออร์บิทัล เนื่องจากออร์บิทัลเชิงโมเลกุลชนิดนี้เกิดขึ้นโดยออร์บิทัลเชิงโมเลกุลแบบ *d* ที่มีพลังงานต่ำ จึงพบได้ในสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะแทรนซิชัน เช่น พันธะระหว่าง Rh-Rh ในไอออนลบเชิงซ้อน [Re2Cl8]2− 

การเรียงตัวของ *d*-ออร์บิทัลเพื่อเกิดเป็นพันธะ *δ*
### สมมาตรแบบ *φ*

นักเคมีเชิงทฤษฎีได้คำนวณพันธะที่มีสมมาตรแบบ *φ* และในปี ค.ศ.2005 ได้มีการรายงานสารประกอบที่มีพันธะแบบ *φ* ในโมเลกุล U2

การเรียงตัวของ *f*-ออร์บิทัลเพื่อเกิดเป็นพันธะ *φ*

ดูเพิ่ม
-------

* เวเลนซ์
* เวเลนซ์อิเล็กตรอน
* สารประกอบโคออร์ดิเนชัน
* ทฤษฎีออร์บิทัลเชิงโมเลกุล
* การรวมกันเชิงเส้นตรงของออร์บิทัลเชิงอะตอม

อ้างอิง
-------

1. ↑  Mulliken, Robert S. (July 1932). **Electronic Structures of Polyatomic Molecules and Valence. II. General Considerations**. *Physical Review* 41 (1): 49–71.
2. ↑  R. S. Mulliken, **The assignment of quantum numbers for electrons in molecules**, *Physical Review*, vol. 32, pages 186–222 (1928).
3. ↑  Catherine E. Housecroft, Alan G, Sharpe, *Inorganic Chemistry*, Pearson Prentice Hall; 2nd Edition, 2005, p. 29-33.
4. ↑  Michael Munowitz, *Principles of Chemistry*, Norton & Company, 2000, p. 229-233.
5. ↑  F. A. Cotton (1965), **Metal-Metal Bonding in [Re2X8]2− Ions and Other Metal Atom Clusters** , *Inorganic Chemistry*, 4 (3), 334–336.
6. ↑  Gagliardi, Laura; Roos, Björn O. (2005). **Quantum chemical calculations show that the uranium molecule U2 has a quintuple bond**. *Nature* 433: 848–851.