原子の電子軌道

原子は中心に正の電荷を持った原子核があり、その周囲には正の電荷に 引きつけられて安定に存在する電子の軌道がある。 詳細は量子力学による理解が必要だが、電子の軌道は 連続的に変化できず、状態を表す変数$n$が $n = 1, 2, 3, \dots$の ように離散的な値を取る。それらの状態のエネルギーを模式的に 表すと図 3.1のようになる。電子が無限遠にある場合の エネルギーをゼロとして図示していることに注意。

図 3.1: 正の電荷を持つ原子核に捉えられた電子の軌道のエネルギー。 実線は電子の軌道半径が連続的に変化することができる場合の 電子のエネルギーの変化を示す。量子力学的効果のために、 電子のエネルギーは離散的になる。