Couches et sous-couches
La densité radiale \(\mathrm{D_{n l}(r)}\) permet d'éclairer la notion de couche et sous-couche. Si on intègre la densité radiale entre deux valeurs \(\mathrm{r_1}\) et \(\mathrm{r_2}\), on obtient la probabilité de présence de l'électron entre les deux sphères de rayon \(\mathrm{r_1}\) et \(\mathrm{r_2}\) ; ce qui revient à calculer la portion du nuage électronique comprise entre \(\mathrm{r_1}\) et \(\mathrm{r_2}\).
En intégrant de zéro à l'infini, on trouve une probabilité égale à 1 (100%) : on est certain d'avoir trouvé l'électron puisqu'on a cherché partout.
La considération de l'aire de la courbe de densité radiale indique alors à quelle distance du noyau se concentre le nuage électronique. La couche sur laquelle on a le plus de chance de trouver l'électron correspond à la portion de surface maximale de l'aire totale de la courbe.
Pour les orbitales de la couche 2, l'aire est majoritairement située en deçà de 7,5 angströms et plutôt autour de 3,5 angströms
Pour les orbitales de la couche 3, l'aire est majoritairement située en deçà de 15 angströms et plutôt autour de 6 angströms
L'organisation par couches des états électroniques correspond donc à des localisations du nuage électronique sur des couches plus ou moins éloignées du noyau.
On remarque aussi la différence entre les orbitales de même couche mais de sous-couches différentes. Ainsi une orbitale \(2\textrm s\) montre une portion non négligeable du nuage située à courte distance du noyau (séparée par la sphère nodale de la portion majoritaire) alors que la densité radiale des orbitales \(2\textrm p\) ne fait pas apparaître cette division du nuage.