Orbital molekularny (inaczej: cząsteczkowy, skrót: MO) – funkcja opisująca stan elektronu w cząsteczce, w ramach teorii orbitali molekularnych (ang.molecular orbital theory). Zwykle przedstawia się go jako kombinację orbitali atomowych – „zwykłych” bądź zhybrydyzowanych.
Kształt orbitalu wiążącego 1sσ cząsteczki H2 Kształt orbitalu antywiążącego 1sσ* cząsteczki H2
Jednakże każdą funkcję falową elektronów w cząsteczce można przedstawić jako wyznacznik Slatera orbitali totalnie zdelokalizowanych lub całkiem zlokalizowanych.
Zarówno jedne, jak i drugie mogą być:
wiążące (stabilizują cząsteczkę)
antywiążące (destablilizują cząsteczkę, są oznaczane gwiazdką [*])
niewiążące (są obojętne przy oznaczaniu trwałości cząsteczki)
Przykłady orbitali molekularnych:
σs-s – wszystkie MO utworzone z orbitali s to wiązania σ
σs-p – wiązanie powstałe przez czołowe nakładanie się orbitali s i p
σs-sp3 – wiązanie pomiędzy orbitalem s a hybrydą sp3, jak np. w metanie
πp-p – wiązanie π może występować tylko z orbitalami innymi niż s, czyli p, d i f.
πp-p* antywiążący orbital π
δ – orbital powstały przez boczne nakładanie się dwóch orbitali d, lub orbitalu d z orbitalem π*, posiada dokładnie dwie płaszczyzny węzłowe zawierające oś wiązania
φ – orbital powstały przez boczne nakładanie się dwóch orbitali f
