L’un des résultats les plus célèbres et les plus intrigants de la mécanique quantique est la découverte selon laquelle les particules fondamentales, telles que les électrons, ne peuvent pas être fixées à un seul endroit. Au lieu de cela, une particule est décrite par sa « fonction d’onde », ce qui permet aux chercheurs de dériver des distributions de probabilité – une sorte de carte mathématique montrant les possibilités – de propriétés fondamentales telles que sa position et son élan. En particulier, les fonctions d'onde électroniques au sein d'une molécule, appelées « orbitales moléculaires », contiennent des informations sur la manière dont la molécule interagit avec son environnement. Par exemple, ils montrent comment il peut absorber la lumière ou comment une réaction chimique peut avoir lieu.