Quais são as similaridades e as diferenças entre orbitais atômicos e orbitais moleculares?

Em química, a teoria dos orbitais moleculares explica as ligações covalentes. O  é uma função matemática que descreve tendências a um comportamento de uma nuvem eletrônica em uma molécula.^[1] Químicos usam estas funções para predizer ou explicar propriedades químicas e físicas de materiais. Por exemplo, as funções podem dizer a probabilidade de se encontrar um elétron em qualquer região específica. Químicos costumam construir modelos matemáticos de orbitais moleculares combinando orbitais atômicos. Orbitais híbridos de cada átomo de uma molécula, ou de outros orbitais moleculares de outros grupos de átomos também podem ser usados. Computadores podem manipular estas funções. Orbitais moleculares permitem aos químicos a aplicação de mecânica quântica para estudar moléculas. respondem questões sobre como os átomos prendem-se uns aos outros em uma molécula

A teoria dos orbitais moleculares (TOM) surgiu como mais uma ferramenta para explicar a formação das ligações químicas, assim como, teoria da ligação de valência, hibridização. Porém tem suas bases amparadas pelas funções de ondas advindas da mecânica quântica a qual ofereceu todo o respaldo para essa teoria.

Na verdade a TOM, simplesmente explica a existência do orbital na molécula, quando os orbitais atômicos (Aos) se unem eles desaparecem completamente originando 2 orbitais moleculares, o que da o direito a esta molécula de possuir uma nova configuração eletrônica. Um orbital é um lugar do espaço onde é provável que o elétron seja encontrado, sem dúvida esta é boa nova que nos trouxe a mecânica quântica, promovendo a combinação matemática das funções de onda dos AOs e como resultado obtém-se as novas funções de onda denominadas orbitais moleculares (MOs).

Os elétrons podem apresentar comportamento dual(onda ou partícula). O comportamento do elétron em torno de um núcleo pode ser descrito por uma função de onda(psi), que é uma das soluções da equação de Schödinger. A probabilidade de encontrar um elétron em um determinado volume da região atômica é dada pelo quadrado da função de onda(psi²) que é, em outras palavras, o orbital atômico. 

Quando orbitais atômicos de átomos diferentes combinam ocorre a formação de um orbital molecular que pode ser ligante(apresenta energia menor que a do orbital atômico) ou antiligante(apresenta energia maior que a do orbital atômico). A função de onda que descreve um orbital molecular pode ser obtida por meio da combinação linear de orbitais atômicos.