主な相違点 – 放射状ノードと角度ノード
原子軌道または電子軌道は、最も高い確率で電子を見つけることができる原子の領域です。
原子は、原子核と呼ばれる原子の中心に陽子と中性子を含んでいます。
原子核の中には電子はありません。
電子は原子核の周りに散らばっています。
しかし、この電子は原子核の周りを電子軌道や電子殻と呼ばれる特定の経路で移動しています。
この電子殻は、副殻で構成されています。
サブシェルは角運動量量子数に応じて、S軌道、P軌道、D軌道、F軌道のいずれか、あるいは複数の軌道を含んでいます。
これらの軌道は異なる平面上に存在することがあります。
特定の平面上にある各軌道は、ローブと呼ばれる。
電子はこれらのローブ内に存在する。
しかし、電子が見つからない面もあります。
これをノードと呼びます。
ノードには、半径方向ノードと角度方向ノードの2種類があります。
半径方向のノードと角度方向のノードの主な違いは、半径方向のノードが球状であるのに対し、角度方向のノードは一般的に平坦な面であることです。
ローブ、ノードとは？
まず第一に、ローブとは何かということをきちんと理解しておこう。
冒頭で説明したように、原子は陽子、中性子、電子から構成されています。
陽子と中性子は原子の中心部に存在し、これを原子核と呼びます。
しかし、原子核の中には電子はありません。
電子は原子核のまわりを絶えず動いている。
ランダムに動いているわけではありません。
電子が存在できる特定の経路があります。
これを電子殻と呼びます。
電子殻は、電子が最も高い確率で存在できる領域です。
電子の殻は、原子核からさまざまな距離に位置しています。
電子殻は、原子核からの距離が異なる位置にあり、それぞれ固有の個別のエネルギーを持っています。
したがって、これらの電子殻はエネルギー準位とも呼ばれます。
原子核に近いものから順に、K、L、M、Nなどと名付けられます。
最も小さい電子殻は最も低いエネルギーを持っています。
それぞれの電子殻は、量子数を用いて特徴づけられています。
電子殻には副殻があります。
このサブシェルは、軌道で構成されています。
これらの軌道は、軌道上の電子の角運動量に基づいて互いに異なっています。
また、軌道の形もさまざまです。
サブシェルは、S、P、D、Fと名付けられます。
サブシェルは、異なる平面上にローブ（軌道）を持っています。
ローブとは、電子が存在する領域のことです。
このローブの大きさ、形、数は、軌道によってそれぞれ異なる。
図1: 異なる軌道のローブ
上の図に示すように、ローブは異なる平面に配置されている。
軌道が見えない面をノードと呼びます。
ノードには電子が存在しない。
したがって、ノードとは、電子が見つかる確率がゼロである領域のことである。
例えば、上の図のように、dxy軌道のdxz面とdyz面には軌道が存在しません。
ラジアルノードとは
ラジアルノードとは、電子が見つかる確率が0になる球状の領域のことです。
この球は半径が固定されている。
そのため、半径方向の節点は半径方向に決定される。
半径方向の節点は、主量子数が大きくなるにつれて発生する。
主量子数は電子の殻を表している。
半径方向の節点は、半径方向確率密度関数で求めることができる。
半径方向確率密度関数は、陽子から距離rの地点に電子が存在する確率密度を与える。
このために、以下の式が使われる。
Ψ(r,θ,Φ) = R(r) Y(θ,Φ)
ここで、Ψは波動関数、R（r）は半径方向成分（原子核からの距離のみに依存）、Y（θ，φ）は角度方向成分です。
R(r)成分がゼロになったとき、半径方向のノードが発生する。
Angular Nodesとは
角度ノードとは、電子が見つかる確率がゼロの平らな面（または円錐）のことです。
つまり、角度ノード（あるいは他のノード）には電子を見つけることができない。
半径方向のノードが一定の半径にあるのに対して、角度方向のノードは一定の角度にある。
原子に存在する角ノードの数は、角運動量量子数によって決まる。
角運動量量子数の増加に伴い、角節が発生する。
放射状節点と角度節点の類似性
- どちらも原子の中で電子が存在しない領域を表す。
- 両者とも量子数に依存する。
Radial NodeとAngular Nodeの違い
定義
ラジアルノード。
半径方向のノードとは、電子が見つかる確率がゼロである球状の領域のこと。
角度ノード。
角度ノードとは、電子が見つかる確率がゼロの平らな面（または円錐）のこと。
形状
ラジアルノード。
放射状節点は球状です。
角度ノード。
角度ノードは平面または円錐です。
特徴的な特性
ラジアルノード。
放射状節点は半径が固定されています。
角度のあるノード 角度ノードは角度が固定されています。
ノード数
ラジアルノード。
原子に存在する半径方向のノード数は、主量子数によって決まる。
角のノード。
原子の角運動量量子数で決まる。
結論
ノードとは、原子の中で電子が存在しない領域のことである。
節点には、半径方向の節点と角度方向の節点があります。
半径方向の節点と角度方向の節点の主な違いは、半径方向の節点が球状であるのに対し、角度方向の節点は一般に平坦な面であることである。
