Что такое орбиталь простыми словами.

Понятие орбитали появилось, когда возникла необходимость объяснить, где располагаются электроны в атоме. Википедия определяет орбиталь так:

"Орбиталь - в многоэлектронной системе - независящая от спина функция, описывающая движение электрона и используемая в построении полной электронной волновой функции атома или молекулы".

Ну зачем писать "независящая от спина функция"? Да она много от чего не зависит, например, от температуры или давления и тому подобное. Перечисляйте и все это.

Потом в строительстве хоть полной, хоть неполной электронной волновой функции орбиталь не участвует.

Орбитали изображают примерно так.

Что изображено в этих координатах? Обычно в координатах указывается местоположение объекта, температура, давление, скорость и других величин. А на этом графике что? На этом графике указывается вероятность нахождения частицы в данных точках этой области.

Рассмотрим двух электронный атом:

По расчетам волновой функции один электрон находится в одной области (слева), второй в другой области (справа). Уж не знаю, могут ли они согласно данной теории меняться местами.

А что значит вероятность нахождения? Покроем эти плоскости раскрашенными или нумерованными точками. Предположим волновая функция утверждает (получился такой результат ее решения), что появление электрона в красной точке равно 30%. Это значит, что если мы посмотрим на эту точку 100 раз, то там мы должны увидеть электрон 30 раз. Но в самом деле в этой точке мы можем увидеть электрон любое количество раз от нуля до ста. Но если мы произведем таких наблюдений по сто раз миллион или миллиард и посчитаем сколько раз мы видели электрон, то в среднем получиться, что мы его видели его 30 раз на сто взглядов. А фактически это ведь не так. Мы вообще можем не увидеть никогда электрон в этой точке 30 раз, если при наблюдении мы все время будем видеть поочередно, то 29, то 31 раз электрон. А вероятность будет равна 30%. Это и есть физический смысл орбитали.

Для каждой точки орбитали существует своя вероятность. Точнее, решение уравнения и показывает какая вероятность нахождения электрона в каждой точке. Если мы посмотрим на все точки орбитали одновременно, то обязательно увидим электрон в какой-нибудь точке.

А теперь представьте, что вы, опираясь на эту на эту модель атома, хотите построить квантовый компьютер или хотя бы один кубит. Что вы можете в нем записать? Электроны неизвестно где, само ядро, согласно той же волновой функции, колеблется, а с ним получают измененную вероятность электроны.

В заключение можно сказать, что понятие орбитали ничего в практике не дает и дать не может. Это просто игра для ученых.