Mekanika kuantum, merupakan salah satu cabang ilmu fisika yang menjelaskan perilaku partikel subatomik seperti elektron, proton, dan neutron serta interaksi antara partikel-partikel ini. Konsepsi dan perhitungan dalam mekanika kuantum seringkali tidak sejalan dengan intuisi kita yang seringkali dibangun dari pengalaman sehari-hari dan hukum fisika klasik. Salah satu aspek paling tidak intuitif adalah bagaimana mekanika kuantum mendefinisikan lokasi sebuah partikel, dalam hal ini adalah elektron.
Dalam mekanika kuantum, kita tidak bisa mendefinisikan posisi sebuah elektron dengan pasti dalam suatu atom. Sebaliknya, posisi elektron didefinisikan dalam suatu “awan probabilitas” atau dalam konteks fisika kuantum, dikenal sebagai fungsi gelombang atau orbital. Orbital ini direpresentasikan oleh fungsi matematis yang dikenal sebagai fungsi gelombang, dan merupakan hasil dari persamaan yang diciptakan oleh fisikawan Erwin Schrödinger, yang dikenal sebagai Persamaan Schrödinger.
Volume ruang yang memiliki kebolehjadian terbesar menemukan elektron dalam suatu atom — atau dengan kata lain, area di mana elektron paling mungkin ditemukan — adalah daerah di sekitar inti atom yang didefinisikan oleh orbital atom tersebut.
Kebolehjadian ini dihitung menggunakan fungsi gelombang, yang merupakan solusi dari Persamaan Schrödinger. Jejak persegi dari fungsi gelombang — dalam fisika kuantum dikenal sebagai densitas probabilitas — memberikan probabilitas menemukan suatu elektron dalam volume ruang tertentu.
Orbital-nya sendiri biasanya dikelompokkan berdasarkan empat angka kuantum, yang masing-masing mendeskripsikan properti tertentu dari elektron dan orbital-nya. Angka kuantum ini menghasilkan format orbit yang berbeda, seperti s, p, d, maupun f.
Sekalipun kita tidak dapat mengetahui posisi pasti dari suatu elektron dalam suatu atom karena Prinsip Ketidakpastian Heisenberg, kita masih dapat menghitung daerah mana yang paling mungkin elektron itu berada. Jadi, dalam konteks mekanika kuantum, daerah ini, yang didefinisikan oleh orbital atom dan ditunjukkan oleh persegi dari fungsi gelombang, adalah volume ruang yang memiliki kebolehjadian terbesar menemukan elektron.
