Théorie de l'orbitale moléculaire
Dans cette théorie, les orbitales atomiques se combinent linéairement pour former un ensemble d'orbitales liantes et antiliantes. La TOM est une méthode destinée à la détermination d'une structure moléculaire dans laquelle les électrons ne sont pas assignés à des liaisons chimiques spécifiques entre les atomes, mais sont traités comme se déplaçant sous l'influence des noyaux de la molécule dans son ensemble. Dans cette théorie, chaque molécule est dotée d'un ensemble d'orbitales moléculaires, dans lequel on postule que la fonction d'onde moléculaire "ψ" peut être écrite comme une simple somme pondérée des n orbitales atomiques "χ" constitutives, selon l'équation suivante : Les coefficients "c" peuvent être déterminés numériquement en substituant de cette équation dans l'équation de Schrödinger et en appliquant le principe variationnel. Cette méthode est appelée approximation de la combinaison linéaire d'orbitales atomiques et est couramment employé en chimie numérique.
Introduction à la mécanique quantique
Le modèle atomique de Bohr ressemblait beaucoup à un système planétaire, avec les électrons en orbite autour du noyau « soleil ». Cependant, le principe d'incertitude spécifiait que l'on ne pouvait connaitre à la fois la position et la vitesse exactes d'un électron comme pour une planète. Au lieu d'orbites classiques, on dit que les électrons occupent des orbitales atomiques. Une orbitale représente le "nuage" des positions possibles dans lesquelles un électron peut être trouvé, c'est une distribution de probabilités plutôt qu'une position précise. Chaque orbitale est tridimensionnelle (en comparaison des orbites classiques qui sont en deux dimensions) et est généralement représentée par la région en trois dimensions dans laquelle on a 95 % de chances de trouver l'électron.