Les plans nodaux sont des régions autour des noyaux atomiques où la probabilité de trouver des électrons est nulle. Les coordonnées de ces plans sont trouvées en résolvant l'équation d'onde de Schrödinger pour les atomes ou les molécules afin de trouver la forme des orbitales atomiques et moléculaires.
La densité du nuage d'électrons qui donne la forme d'une orbitale atomique indique la probabilité de trouver des électrons dans les régions autour de l'atome ou de la molécule. Plus le nuage est dense, plus la probabilité de trouver un électron est élevée. Les plans nodaux sont complètement dépourvus de densité de nuages d'électrons, ce qui indique que la probabilité de trouver des électrons dans ces plans est nulle.
Un concept clé de la mécanique quantique est que les électrons ont à la fois des propriétés de particules et d'ondes. Les plans nodaux autour d'un noyau atomique sont une indication de la nature ondulatoire des électrons, car les nœuds sont des points d'amplitude nulle le long d'une onde stationnaire. Aucune amplitude de vibration signifie qu'il n'y a pas d'électrons présents.
Le nombre et la position des plans nodaux donnent naissance à de nombreuses propriétés des atomes et des molécules. Les molécules avec peu de plans nodaux sont très stables, tandis que celles avec de nombreux plans nodaux sont instables et réactives. Le nombre de plans nodaux est directement proportionnel à l'énergie libre d'un groupe d'atomes liés.
