5.5 動径分布関数
n が 3 までの動径分布関数 Rn,l の具体的な形は以下の通りである。 ここでは,方位量子数 l = 0, 1, 2, ... の順にアルファベット s, p, d, ... で表記している。
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n |
l |
R |
1 |
0 |
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2 |
0 |
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2 |
1 |
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3 |
0 |
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3 |
1 |
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3 |
2 |
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水素原子 (Z = 1) の場合の r と R の関係を示したグラフ
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Bohr 半径 a0 = 5.292 × 10-11 m = 0.5292 Å
R = 0 になる点(節点=node)の数 n - l - 1 1s, 2p, 3d → 0 2s, 3p → 1 3s → 2
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微小空間 dτ に電子を見いだす確率 |ψ|2dτ は,dτ = dxdydz = r2 dr sinθ dθ dφ であることから,

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(5.5.1) |
となる。いま,核からの距離 r 〜 r + dr の範囲に電子を見いだす確率を P(r)dr とすると,

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(5.5.2) |
となる。r と P(r) の関係を図示したのが,次の図である。

P(r) は確率分布を表しているので,それぞれの曲線を 0 ≤ r < ∞ の範囲で積分するといずれも1になる。また,主量子数 n が大きくなるにつれて(1 → 2 → 3),核から離れた位置に電子が分布することがわかる。
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P が極大となる r |
1s |
a0 |
2s |
0.7639a0, 5.236a0 |
2p |
4a0 |
3s |
0.740a0, 4.19a0, 13.07a0 |
3p |
3a0, 12a0 |
3d |
9a0 |
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