A molekuláris orbitál (MO) egy matematikai függvény, amely leírja az elektron hullámszerű viselkedését egy molekulában. Ez a függvény felhasználható olyan kémiai és fizikai tulajdonságok kiszámítására, mint például az elektron megtalálásának valószínűsége bármely konkrét régióban. Az orbital kifejezést Robert S. Mulliken vezette be 1932-ben, mint az egy-elektronos orbital hullámfunkció rövidítését. Alapvető szinten azt használják a tér azon régiójának leírására, amelyben a funkció jelentős amplitúddal rendelkezik. A molekuláris orbitálokat általában a molekulák minden egyes atomából származó atom orbitálok vagy hibrid orbitálok, vagy atomcsoportokból származó más molekuláris orbitálok kombinálásával építik ki.
molekuláris orbitális