直線分子の回転運動は二次元の自由度 (2 つの角度 θ,
φ) を持つ.
その運動は電子が原子核の周りを運動する時の角度成分と同様で,
波動関数も s, p, d 軌道などの名前でなじみ深い原子軌道と同様である.
回転量子数 J の状態が 2J + 1 重に縮退していることは
s, p, d 軌道の数がそれぞれ 1, 3, 5 であることに対応する.
d 軌道では電子を入れる 「軌道」 が 5 つあるのと同様に,
回転量子数 J = 2 の状態は 5 通り存在し,
J = 0 の状態よりも (その励起エネルギーを別にすれば)
5 倍存在しやすい.
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~ s 軌道 (l = 0) 非縮退 |
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~ p 軌道 (l = 1) 三重縮退 pz, py, px |
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~ d 軌道 (l = 1) 五重縮退 dz2, dyz, dzx, dxy, dx2–y2 |