原子的壳层能量的计算与电子排布
九年级化学原子核外电子排布规律性质
原子核外电子的排布•原子核外电子的排布:在多电子原子中，由于各电子所具有的能量不同，因而分布在离核远近不同的区域内做高速运动。
能量低的电子在离核近的区域内运动，能量高的电子在离核较远的区域内运动。
电子层:电子层在含有多个电子的原子里，电子分别存能量不同的区域内运动。
我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层，分别用n=1，2，3，4，5．6，7或K、L、M、N、O、P、Q来表示从内到外的电子层•原子结构与元素的性质:原子的核外电子排布对元素的化学性质有着非常重要的影响。
元素的化学性质主要取决于原子的核外最外层电子数。
1．元素的金属性、非金属性(得失电子能力)与最外层电子数的关系(1)稀有气体元素原子最外层电子数为8(He为2)，已达稳定结构，既不易失电子也小易得电子，所以化学性质不活泼。
(2)金属元素原子最外层电子数一般小于4，较易失去电子而达到稳定结构，其单质表现还原性。
(3)非金属元素原子最外层电子数一般大于或等于4，较易获得电子而达到稳定结构，其单质多表现氧化性。
2．元素的化合价与原子最外层电子数的关系元素显正价还是显负价及其数值大小与原子的最外层电子数密切相关。
其一般规律可归纳如下表：•核外电子排布的一般规律:(1)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子.(2)原子最外层电子数目不超过8个(K层为最外层时不超过2个)。
(3)次外层电子数目不超过18个(K层为次外层时不超过2个，L层为次外层时不超过8个)。
倒数第三层电子数目不超过32个。
(4)核外电子分层排布，电子总是优先排布在能量最低的电子层里，然后由里向外，依次排布在能量逐渐升高的电子层里，即最先排K层，当K层排满后，冉排L 层等。
原子核外电子排布不是孤立的，而是相互联系的。
层数相同而位置不同的电子层中最多容纳的电子数小一定相同，如N层为最外层时，最多只能排8个电子；N层为次外层时，最多只能排18个电子而不是32个电子(2×42=32)。
原子的能级和电子排布
原子的能级和电子排布一、原子的结构原子是由原子核和核外电子组成的。
原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。
核外电子带负电，围绕原子核做圆周运动。
二、能级概念能级是指原子核外电子可能具有的能量状态。
原子核外电子的能量不是连续的，而是分立的，每一个能级对应一定的能量。
电子在原子中处于不同的能级状态，当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会吸收或释放能量。
三、电子排布电子排布是指核外电子在原子轨道上的分布情况。
按照能量的大小，电子会优先填充最低能量的轨道。
电子排布遵循以下原则：1.泡利不相容原理：每个原子轨道上最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋方向相反。
2.能量最低原理：电子在填充原子轨道时，总是先填充能量最低的轨道。
3.洪特规则：在等价轨道（具有相同能量的轨道）上，电子在排布时将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同。
四、能级分布原子的能级分布分为若干个壳层，每个壳层又分为若干个子壳层。
壳层用字母表示，子壳层用数字表示。
例如，第一壳层（K层）只有一个1s子壳层，第二壳层（L层）有两个2s和2p子壳层，以此类推。
五、主量子数和角量子数主量子数（n）表示电子所处的壳层，角量子数（l）表示电子所处的子壳层。
主量子数决定了电子所处的能量水平，角量子数决定了电子在子壳层上的运动状态。
六、自旋量子数自旋量子数（s）表示电子自旋状态，有±1/2两个值。
电子自旋量子数的确定，遵循泡利不相容原理。
七、原子轨道原子轨道是电子在原子中可能出现的空间区域。
按照量子力学的理论，原子轨道具有一定的形状和大小。
常见的原子轨道有s轨道、p轨道、d轨道和f轨道等。
能级图是表示原子能级和电子排布的图形。
能级图可以帮助我们直观地了解原子的电子排布情况，以及电子在能级跃迁时吸收或释放的能量。
原子的能级和电子排布是原子结构的重要组成部分。
通过了解原子的能级和电子排布，我们可以更好地理解原子的性质和反应。
掌握原子的能级和电子排布，对学习化学和物理学具有重要意义。
初步认识核外电子排布的规律-沪科版高一化学上册教案
初步认识核外电子排布的规律-沪科版高一化学上册教案一、引言在化学中，我们经常使用电子排布的规律来预测元素的化学性质。
对于高中化学的学生来说，核外电子排布的规律是基础中的基础。
本文档主要介绍沪科版高一化学上册中，对核外电子排布规律的初步认识。
二、电子排布的基本概念2.1 原子原子是物质的基本单位，它是由电子、质子和中子组成的。
其中，电子和质子是原子的基本组成部分，中子则是与质子一同构成原子核的部分。
2.2 电子排布电子排布是指电子在原子中的空间分布情况和能级排布规律。
电子排布是化学变化的基础，不同的元素由于电子排布的不同而表现出各自独特的物理和化学特性。
2.3 能级对于原子而言，电子的能级是指在原子内具有一定能量的电子所能到达的能级。
通常情况下，原子的能级是啮合式排布。
原子中的电子根据能量的高低，从低能到高能地填充能级。
三、电子排布的规律3.1 布居原理按照布居原理，原子中的电子将首先填充低能级轨道。
在确定了低能级轨道的填充顺序后，才轮到高能级轨道中的电子。
同时，在相同的能级状态下，尽量使电子自旋方向相反，以便各电子的运动同步进行。
3.2 费尔米图形式费尔米图形式是根据电子相对能量的大小将电子填充过程表示出来的图示。
它有助于理解电子排布的规律和特点。
费尔米图形式可以显示电子的自旋方向、电子的能级、电子的数量以及电子的状态。
通过费尔米图形式，我们可以清晰地看到各电子的能量大小顺序、各子壳内电子数目以及各壳层中的电子位置等。
四、结论沪科版高一化学上册教案中对核外电子排布的规律进行了初步的介绍。
本文档主要涉及了电子排布的基本概念，电子排布的规律，以及费尔米图形式。
掌握这些内容对于理解和应用化学知识都有着重要的作用。
在以后的学习中，我们可以通过更多的实践来加深对核外电子排布规律的认识。
电子结构与原子的能级分布
电子结构与原子的能级分布原子是构成物质的基本单位，而电子结构则是决定原子性质的关键因素之一。
电子结构不仅决定着原子的化学性质，也对于原子的能级分布产生重要影响。
本文将探讨电子结构与原子的能级分布之间的关系，并探讨一些与此相关的重要概念和理论。
一、原子结构原子由质子、中子和电子组成，其中质子和中子位于原子核内部，而电子则分布在原子核外围的轨道中。
原子的质量主要由质子和中子贡献，而原子的化学性质则主要由电子决定。
二、电子的能级及分布电子在原子中沿着不同的轨道运动，每个轨道都对应不同的能级。
能级越高，电子的能量越大。
根据量子力学理论，每个轨道最多容纳一定数量的电子，这个数量由一条著名的规则所决定，即泡利不相容原理。
泡利不相容原理指出，在同一个原子中，每个轨道最多只能容纳两个自旋方向相反的电子。
这意味着一个轨道中只能同时存在两个电子。
如果一个轨道中已经存在两个电子，我们称之为“满层”。
满层的特点是非常稳定，不容易发生反应。
三、壳层和亚层为了更好地描述电子的分布，我们引入了壳层和亚层的概念。
壳层代表着电子轨道的主要能级，通常用字母来表示，如K、L、M等；而亚层则代表了壳层下的更精细的能级划分，通常用字母加上数字（s、p、d、f）来表示，如2s、2p、3d等。
亚层的容量规则如下：- s亚层最多容纳2个电子- p亚层最多容纳6个电子- d亚层最多容纳10个电子- f亚层最多容纳14个电子壳层和亚层的容量规则使得我们可以清晰地描述原子中电子的分布情况。
四、电子排布的规则电子在原子中的排布遵循一系列的规则，主要有：1. 能级顺序规则：电子首先填充能级最低的轨道，然后逐渐向能级较高的轨道填充。
这意味着2s轨道会先于2p轨道被填充。
2. 能量最低规则：在同一个亚层中，s轨道的能级最低，p轨道次之，d轨道再次之，f轨道最高。
所以在填充电子时，会按照先填充s轨道，再填充p轨道，以此类推。
3. 泡利不相容原理规则：每个轨道最多容纳两个自旋方向相反的电子。
原子结构知识：原子的壳层结构
原子结构知识：原子的壳层结构原子是构成物质的基本单位，由一个中心的原子核和围绕其运动的电子构成。
在量子力学理论中，原子的电子分布在不同的壳层上，每个壳层可以容纳一定数量的电子。
原子的壳层结构对于解释原子的化学性质和物理性质至关重要，因此我们有必要深入了解原子的壳层结构及其性质。
1.原子的壳层结构原子的壳层结构由一系列能量不同的壳层构成，这些壳层依次编号为K、L、M、N、O、P等。
每个壳层内又包含不同的亚壳层，分别用s、p、d、f等字母来表示。
这些壳层和亚壳层的能级顺序是确定的，而且每个壳层和亚壳层也有一定的容纳电子数。
2.壳层的命名壳层的命名是根据德国物理学家C.G. Moseley的工作而得到的。
他发现原子的核电荷数Z与原子的光谱线关系密切，根据他的工作，原子核电荷数Z也就是原子序数也就是元素周期数。
3.壳层的能级原子的壳层能级随着壳层的增加而变化。
一般情况下，第一层K的能级最低，依次为L、M、N等。
在同一壳层内，不同亚壳层的能级也有所不同，通常s亚壳层的能级最低，依次为p、d、f等。
4.壳层的容纳电子数每个壳层可以容纳一定数量的电子，这个数量是按照一定规律排布的。
第一壳层K能容纳2个电子，第二壳层L能容纳8个电子，第三壳层M能容纳18个电子，第四壳层N能容纳32个电子，第五壳层O 能容纳50个电子，以此类推。
5.壳层的电子排布在填充壳层的电子时，遵循“先满足低能级，再填充高能级”的原则，即按照泡利的排斥原理，不同自旋的电子首先占据同一个轨道，并且每条轨道最多容纳两个电子，且二者的自旋量子数应相反。
其次是哈特里-福克定则，也就是说，同壳层的电子排布时首先填充s轨道然后填充p轨道。
6.壳层的化学性质壳层结构对原子的化学性质产生了重要影响。
原子的壳层结构决定了原子的电子结构、原子的化学键合方式、原子的物理性质等。
例如，稀有气体的原子壳层结构十分稳定，因此它们不易与其他元素发生化学反应。
而某些元素由于壳层结构的特殊性质，能够形成特定的化合物和离子，从而展现出特殊的化学性质。
原子核外电子的分层排布
阳离子：Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+
阴离子：N3-、O2-、F-、OH-、NH23. 核外有18个电子的粒子
分子或原子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、
H2O2、F2 阳离子：K+、Ca2+ 阴离子：P3-、S2-、HS-、Cl-
六、原子核外电子排布相同的粒子间规律
四、相对稳定结构
相对稳定结构即最外层电子数为8（若K层 为最外层为2） 没有达到稳定结构的原子都有达到稳定结构 的趋势 当最外层电子数＜4时，易失电子，电子数 越少越易失 当最外层电子数＞4时，易得电子，电子数 越多越易得
五、常见粒子总结
2. 核外有10个电子的粒子 分子或原子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4
6 P
7 Q
电子层(n) 符号 离核远近 能量高低
1 2 3 4 5 6 7
K L M N O P Q
近 低
远 高
三、核外电子排布的规律
能量最低原理（先排内层，排满后再排外层） 原子核外各电子层最多容纳2n2个电子 原子最外层电子数目不能超过8个（K层为最外 层时不超过2个） 次外层电子数目不能超过18个（K层为次外层时 不超过2个），倒数第三层不能超过32个 注意：主族排布完全符合上述规律，副族次外 层可以不排满
元素周期律
第一课时 原子核外电子的排布
一、电子层
在含多个电子的原子里，电子分别在能量不同 的区域内运动。我们把不同区域简化为不连续 的壳层，也称作电子层。 2. 分别用n=1、2、3、4、5、6、7来表示从内到外 的电子层。(或用K、L、M、N、O、P、Q表示)
核外电子排布式
核外电子排布式
核外电子排布式，也称电子构型，是描述一个原子中每个电子的分布位置和能级的一种方式。
在化学中，它是预测元素化学性质和反应的重要工具。
电子构型可以使用不同的方法来表示。
以下是两种最常见的方法：
1. 填充原理
填充原理基于保护壳层和最高占据能级原理，从原子核外层（能量最低的电子壳层）的1s电子开始，依次填充每一层的能级，直到所有的电子都填满。
例如，氧的电子构型为：1s²2s²2p⁴。
这意味着氧原子有8个电子，其中2个在1s能级，2个在2s能级，4个在2p能级。
2. 带点数的能级表示法
在这种表示法中，电子分布在各个能级上，每个能级代表一个水平或子能量。
每个具有特定能量的能级用数字和字母表示，如1s、2p、3d等。
每个能级可容纳不同数量的电子，最多容纳的电子数由能级的带点数决定。
例如，氧的电子构型为：1s²2s²2p⁴。
这可以表示为2-6。
2代表氧原子的第二能级，6代表从1s开始的总电子数。
电子构型与元素的原子序数有关，因此可以预测元素的化学性质和反应。
例如，元素的电子结构可以告诉我们它对电子轻松丢失或获得的可能性，这是一个元素是否会发生化学反应的关键因素。
总之，核外电子排布式是描述原子中电子分布位置和能级的一种方式，它对化学性质和反应的预测非常重要。
填充原理和带点数的能级表示法是最常用的表示方式。
元素周期表中元素的电子排布规律
元素周期表中元素的电子排布规律元素周期表是化学中不可或缺的工具，它将所有已知的化学元素按照一定的规律进行排列。
在元素周期表中，每个元素都有其特定的电子排布规律。
本文将介绍元素周期表中元素的电子排布规律，并探讨其背后的科学原理。
1. 电子排布的基本规律在元素周期表中，每个元素被分配了一个原子序数，即元素的编号。
元素的原子序数代表了元素的核外电子数，同时也代表了元素的周期号和主族号。
根据电子排布的基本规律，电子首先填充在最低能级的轨道上，然后按照一定的规则填充在较高能级的轨道上。
2. 电子壳层的概念元素的电子排布是在不同的壳层中进行的。
电子壳层由不同的能级组成，具有不同的能量。
最内层的壳层称为K壳层，接着是L壳层、M壳层等。
根据元素周期表的结构，可以知道在同一周期中，壳层的数目是递增的。
3. 电子填充顺序元素的电子填充顺序遵循一定的规则。
对于K壳层，最多只能容纳2个电子；L壳层最多容纳8个电子；M壳层最多容纳18个电子；N壳层最多容纳32个电子。
按照这个规律，我们可以推导出元素的电子填充顺序。
4. 电子填充顺序的规律在填充顺序中，首先填充K壳层的电子，然后填充L壳层，之后是M壳层，一直填充到N壳层。
对于每个壳层，电子依次填充在不同的亚壳层上，亚壳层的能量递增。
填充的规则为：1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p。
5. 具体例子以氧元素为例，氧元素的原子序数为8，表示氧原子的核外电子数为8。
根据电子填充顺序，我们可以得知氧原子的电子排布为1s² 2s²2p⁴。
这意味着氧原子的K壳层填满了2个电子，L壳层填满了8个电子，其中2个电子位于2s轨道，剩下的4个电子位于2p轨道。
6. 能级填充顺序的例外情况在一些特殊的情况下，由于原子的电子排布规律与元素周期表的结构有所冲突，存在一些例外情况。
原子结构知识：原子的壳层结构
原子结构知识：原子的壳层结构原子是物质的基本单位，由质子、中子和电子组成。
电子以壳层分布在原子核周围，这种壳层结构对原子的性质和化学行为起着重要作用。
本文将从壳层结构的概念及组成、壳层能级、壳层填充规律等方面进行详细介绍。
一、壳层结构的概念及组成1.1壳层结构的概念壳层结构是指原子中电子的分布方式。
由于电子是负电荷，它们在原子核周围的运动会受到核的引力和相互排斥力的作用。
壳层结构是原子电子在不同轨道上的排布方式，根据不同的能级，电子在原子核周围的轨道上运动。
1.2壳层的组成根据原子结构理论，电子以壳层的形式分布在原子核周围，壳层的数量和电子的填充顺序受到原子序数的影响。
壳层以数字和字母的组合来表示，如1s，2s，2p等。
其中，数字代表能级，字母代表角量子数。
角量子数的不同代表了电子运动的不同方式，也决定了电子的运动轨道。
二、壳层能级2.1能级的概念在原子结构中，能级是指原子核对电子施加的引力所产生的能量的层次划分。
电子在这些能级上的运动跃迁以及填充顺序是由泡利不相容原理决定的。
每个能级有特定的能量值，代表了电子运动的状态。
2.2壳层的能级结构壳层的能级结构按照量子力学理论可以得出。
以氢原子为例，其能级结构由布尔模型和薛定谔方程给出。
布尔模型认为，原子的能级是固定的，电子只能在这些能级上运动。
而薛定谔方程则描述了电子在原子中的波动性质，得出了几个量子数，分别控制了每个壳层的能级结构。
2.3壳层的能级跃迁电子可以在不同的能级之间进行能级跃迁，这种跃迁会伴随着光子的吸收或发射。
这是原子发光和吸收光的基础。
能级跃迁的能级差代表了电子的能量变化，而光子的频率则与能级差有直接的关系。
三、壳层填充规律3.1量子数和填充规律原子的每个壳层都有一定数量的电子，这些电子的分布是有规律的。
每个壳层由不同的角量子数，每个角量子数代表一个轨道。
填充规律是指每个轨道上能够放几个电子以及填充的次序。
3.2泡利不相容原理根据泡利不相容原理，原子中不能有两个电子具有完全相同的四个量子数。
电子层排布规律
电子层排布规律当我们谈论原子的电子层时，我们必须了解电子在原子中的排布规律。
电子排布的规律了解起来可能会有些复杂，但是通过一些常见的模型和规则，我们可以更好地理解电子层的结构和性质。
本文将介绍电子层排布的规律，并探讨这些规律对原子的化学性质和反应的影响。
1. 电子排布模型为了方便描述电子层的排布，科学家们提出了一些模型来解释电子在原子中的分布情况。
其中最常用的模型是轨道模型和壳层模型。
1.1 轨道模型轨道模型基于量子力学的原理，描述了电子在原子周围的运动。
根据量子力学的理论，每个轨道可以容纳一定数量的电子。
最内层的轨道是1s轨道，它最多只能容纳2个电子；第二层是2s轨道和三个2p轨道，总共可以容纳8个电子；第三层是3s轨道和三个3p轨道以及五个3d轨道，可以容纳18个电子。
根据这个模型，我们可以预测每个元素的电子数和轨道排布。
1.2 壳层模型壳层模型将电子层分为能量相似的壳层。
最内层的壳层被称为K壳层，其次是L壳层、M壳层，以此类推。
每个壳层又由不同的子壳层组成，子壳层由不同类型的轨道构成。
例如，K壳层只包含一个s轨道；L壳层包含一个s轨道和三个p轨道；M壳层包含一个s轨道、三个p轨道和五个d轨道，以此类推。
2. 电子排布规则除了轨道模型和壳层模型，我们还需要了解一些电子排布的规则，以便更好地理解和预测电子的行为。
2.1 荷兰盒原理荷兰盒原理是一个重要的电子排布规则，它规定了不同类型的轨道在填充电子时的顺序。
根据这个原理，填充轨道的顺序按以下规则进行：1s -> 2s -> 2p -> 3s -> 3p -> 4s -> 3d -> 4p -> 5s -> 4d -> 5p -> 6s -> 4f -> 5d -> 6p -> ...这个顺序是按照能量递增的顺序排列的，越靠近核心的轨道能量越低。
2.2 泡利不相容原理泡利不相容原理规定，同一个轨道内的电子必须具有不同的自旋。
元素周期表中元素的电子排布规律
元素周期表中元素的电子排布规律元素周期表是化学中最基础且最重要的工具之一，它按照元素的原子序数、原子结构和化学性质的规律排列了所有已知元素。
元素的电子排布规律是元素周期表的核心内容之一，其中包含了电子分布的规则和原则。
本文将详细介绍元素电子排布的规律，以及这些规律背后的科学原理。
一、原子结构和电子排布简介在了解元素的电子排布规律之前，我们首先需要了解元素的原子结构。
一个原子由质子（位于原子核中，带正电荷）、中子（位于原子核中，无电荷）和电子（位于原子外层，带负电荷）组成。
原子的质子数和电子数相等，而中子数量可以变化。
电子排布指的是电子在原子中的分布方式，可以分为核心电子和价电子。
核心电子指的是位于原子核内的电子，它们的能量较低，不参与化学反应。
价电子指的是位于原子外层的电子，它们的能量较高，决定了元素的化学性质。
二、奥布规则奥布规则是描述电子排布的基本原则之一。
根据奥布规则，电子在原子中的排布方式遵循“低能量优先，同能量填满，电子自旋相反”的原则。
具体来说，奥布规则可以总结为以下三条：1. 质子数增加时，电子会按照能量顺序填充最低能量的轨道，也就是说，电子首先填充1s轨道，然后依次填充2s、2p、3s、3p等轨道。
2. 同一轨道的电子填充时，会尽量让每个轨道填充一个电子，直到轨道的容纳电子的数量达到最大值为止。
这种填充方式称为洪特定则。
3. 每个电子都具有自旋，自旋的方向有两种可能，分别表示为上自旋和下自旋。
按照奥布规则，每个轨道填充一个电子时，上自旋和下自旋的电子数量应该尽量相等。
奥布规则的应用使得元素的电子排布变得有序和可预测，为化学研究和元素性质的理解提供了重要的基础。
三、朗道规则朗道规则是描述电子排布的另一个重要原则。
根据朗道规则，电子在填充轨道时，会尽量使轨道的总角动量（包括轨道角动量和自旋角动量）取最小能量。
朗道规则可以概括为以下三个原则：1. 在一个主量子数n相同的壳层中，总角动量为零的子壳层会比总角动量不为零的子壳层更稳定。
元素电子排布规律
洪特规则德国人洪特（F.Hund ）根据大量光谱实验数据总结出一个规律，据总结出一个规律，即分子分布到能量简并即分子分布到能量简并的原子轨道时，优先以自旋相同的方式分别占据不同的轨道，占据不同的轨道，因为这种排布方式原子的因为这种排布方式原子的总能量最低。
所以在能量相等的轨道上，电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道。
子尽可能自旋平行地多占不同的轨道。
例如例如碳原子核外有6个电子，个电子，按能量最低原理和按能量最低原理和泡利不相容原理，泡利不相容原理，首先有首先有2个电子排布到第一层的1s 轨道中，另外2个电子填入第二层的2s 轨道中，剩余2个电子排布在2个p 轨道上，具有相同的自旋方向，而不是两个电子集中在一个p 轨道，自旋方向相反。
1适用范围该定则只适用于LS 耦合的情况。
有少数例外是由于组态相互作用或偏离LS 耦合引起的。
的。
该定则可用量子力学理论和泡利不相容该定则可用量子力学理论和泡利不相容原理来解释。
原理来解释。
该定则对确定自由原子或离子该定则对确定自由原子或离子的基态十分有用。
2洪特规则前提洪特规则前提：对于基态原子来说在能量相等的轨道上，在能量相等的轨道上，自旋平行的电子数目自旋平行的电子数目最多时，原子的能量最低。
所以在能量相等的轨道上，的轨道上，电子尽可能自旋平行地多占不同电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道。
例如碳原子核外有6个电子，按能量最低原理和泡利不相容原理，量最低原理和泡利不相容原理，首先有首先有2个电子排布到第一层的1s 轨道中，另外2个电子填入第二层的2s 轨道中，剩余2个电子排布在2个不同的2p 轨道上，具有相同的自旋方向，而不是两个电子集中在一个p 轨道，自旋方向相反。
作为洪特规则的补充，能量相等的轨道全充满、能量相等的轨道全充满、半满或全空的状态半满或全空的状态比较稳定。
比较稳定。
根据以上原则，电子在原子轨道中填充排布的顺序为1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d…。
原子核外电子的排布 课件
(2)离子结构示意图 ①当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数 减少一层，形成与上一周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。
②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期的稀有气体 元素原子相同的电子层结构。
√A.①④
B.②③
C.①③
D.②④
解析 原子核外电子是分层运动的，能量越低离核越近，能量越高离核
越远。
例2 下列说法中一定错误的是 A.某原子K层上只有一个电子
√B.某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍
C.某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍 D.某原子的核电荷数与最外层电子数相等
二、微粒(原子或离子)的结构 1.微粒核外电子排布的表示方法 (1)原子结构示意图
2.短周期元素原子结构的特殊性 (1)最外层电子数为1的原子有 H、Li、Na；最外层电子数为2的原子有H__e_、 Be、Mg 。 (2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有 Be、Ar ；最外层电子数是 次外层电子数2倍、3倍、4倍的原子分别是 C、O、Ne 。 (3)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有 Li、Si 。 (4)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有 Li、P 。 (5)电子层数与最外层电子数相等的原子有 H、Be、Al ；电子层数是最外 层电子数2倍的原子是 Li 。 (6)最外层电子数是电子层数2倍的原子有 He、C、S ；最外层电子数是 电子层数3倍的原子是 O 。
原子核外电子的排布
一、原子核外电子的排布规律
1.电子的能量 (1)在多电子原子里，电子的能量 不同 。 (2)在离核近的区域内运动的电子的能量 较低 ，在离核远的区域内运动的 电子的能量 较高 。 2.电子层 (1)概念：在多电子原子里，把电子运动的 能量不同的区域简化为_不__连__续_ 的壳层，称作电子层。
电子结构的排布规律
电子结构的排布规律电子结构是指物质中电子在原子或离子中按照一定的方式分布的规律。
电子的排布规律对于了解物质的性质和化学反应等有着至关重要的作用。
本文将探讨电子结构的排布规律，并介绍一些常见的排布模型。
一、能级理论能级理论是电子排布的基础理论，即根据原子核对电子的吸引力和不同能级上的电子容纳数目，定量描述电子结构。
对于单个原子而言，能级理论可以帮助我们预测和理解电子的排布规律。
根据能级理论，电子在原子内的排布顺序遵循以下规则：1. 泡利不相容原理：每个原子轨道最多容纳两个电子，并且这两个电子的自旋方向必须相反。
2. 惯性电子排布规律：原子轨道按照能量从低到高的顺序排布，电子首先填充低能级轨道。
3. 需电子排斥原理：当电子排布到一定程度时，由于电子间的排斥作用，较高能级轨道会有空位，电子更倾向于填充前面能级轨道的空位。
根据能级理论，我们可以推导出几种常见原子的电子排布模式。
二、鲍尔模型鲍尔模型是一种描述原子电子排布的简化模型，它根据能级理论，以能级壳层为基础，将电子按照规定的顺序填充到壳层中。
以氢原子为例，氢原子只有一个电子，按照鲍尔模型，这个电子将填充到第一层轨道中。
鲍尔模型还可以帮助我们理解和预测其他原子的电子排布。
以氧原子为例，氧原子有8个电子，按照鲍尔模型，前两个电子填充到第一层轨道中，剩下的6个电子填充到第二层轨道中。
三、斯拉特-约丹规则斯拉特-约丹规则是一种更为详细的电子排布规则，它根据能级理论和电子间的排斥作用，描述了电子在每个壳层内的排布顺序。
斯拉特-约丹规则的基本原则如下：1. 按照能量从低到高的顺序填充每个壳层内的轨道。
2. 对于相同能量的轨道，按照角量子数（l）的大小从小到大进行排布。
3. 若轨道具有相同角量子数，按照自旋量子数（m）的大小从小到大进行排布。
斯拉特-约丹规则可以帮助我们更准确地预测电子的排布顺序，进而了解物质的特性和化学反应。
这一规则在原子结构的研究和化学实验中有着广泛的应用。
【高中化学】原子结构第1课时(能层能级、构造原理与电子排布式课件 高二化学人教版2019选择性必修2
填入电子数
核外电子在能级中的排布顺序：
1s→2s → 2p→ 3s → 3p
原子的核外电子排布
【巩固･评价】 根据构造原理分析19K核外电子在能级中的排布。
×
√
KL
MN
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s
KL
M
N
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s
核外电子在能级中的排布顺序： 1s→2s → 2p→ 3s → 3p → 4s → 3d
核外电子运动的特点
① 电子的体积和质量都很小 ② 电子运动空间相对很大(绝对空间小) ③ 电子绕核作高速运动 (接近光速，约为108m/s） ④ 电子是做无规则的运动，没有确定的轨迹。
原子的核外电子排布
1.能层
电子层： 人们把电子运动的区域简化为不连续的壳层，称作“电子层”。
(1)能层：根据核外电子的能量不同，将核外电子所处的不同区域分成 不同的能层。
原子的核外电子排布
想一想
电子排布式也可以用于表示离子的核外电子排布，试写出Na+、Cl-和 Fe2+的电子排布式。
写出原子 的电子排 布式
判断原子 得失电子 的数目
①（价层电子）失电子的顺 序由外向里 ②得电子时，得到的电子填 充在最外层的某个能级上
(“行星系式”原子模型)
(核式模型)
一、关于原子（“ατομ” atom）
话题2 原子结构模型的演变 (必修1 P88科学史话)
4.玻尔原子模型(1913年）❖ 又称分层模型：当原子只有一个电子时，电子沿特定
球形轨道（线型轨道）运转；当原子有多个电子时， 它们将分布在多个球壳中绕核运动。 ❖ 不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。
原子结构中的电子排布规律与周期表的关系
原子结构中的电子排布规律与周期表的关系原子结构中的电子排布规律和周期表的关系是化学中的重要概念。
电子排布规律涉及到原子核周围电子的能级分布和填充顺序，而周期表则是根据原子结构的电子排布规律将元素按照一定的顺序排列的表格。
本文将探讨原子结构中的电子排布规律以及这些规律与周期表的关系。
一、原子结构中的电子排布规律1. 壳层结构：原子中的电子分布在一系列能级称为壳层中。
壳层按照从内到外的顺序分别用数字和字母表示，如1s、2s、2p等。
2. 电子能级：每个壳层可以容纳一定数量的电子，能力从内到外递增。
第一壳层最多容纳2个电子，第二壳层最多容纳8个电子，第三壳层最多容纳18个电子，以此类推。
3. 伯-奥茨定律：在同一能级上，不同的原子总是按顺序填充电子。
这意味着电子首先填充到低能级上，然后才填充到高能级上。
4. 阴离子和阳离子：当某个原子失去或获得电子时，会形成带电离子。
原子失去电子变成带正电的阳离子，而原子获得电子变成带负电的阴离子。
二、周期表的构成与排列1. 亨利·莫塞里定律：在相同的条件下，元素周期性地重复。
这也就是说，元素具有周期性的性质。
2. 周期表的构成：周期表是由一系列元素按照一定的顺序排列而成的表格。
每个元素在周期表中占据一个小方格，按照原子序数的增加顺序排列。
3. 周期表的排列原则：根据电子排布规律和元素的周期性，周期表按照主量子数的增加、壳层填充电子的顺序和元素性质的周期性来排列。
从左至右在周期表上每横行叫做一个周期，从上至下的每一竖行称为一个族。
4. 周期表的分区：周期表根据壳层填充电子的不同特征，分为s区、p区、d区和f区。
每个区域中元素的电子排布规律不同。
三、电子排布规律与周期表的关系1. 主量子数与周期表的关系：同一周期中的元素具有相同的主量子数，即相同的壳层填充顺序。
例如，第一周期中的元素都具有1个主量子数，表示电子分布在1s壳层上。
2. 壳层填充规律对周期表的解释：周期表中的主、支壳层的填充顺序和能级顺序一致，这与电子在原子中的填充规律一致。
元素电子排布规律
元素电子排布规律1.电子能级和壳层结构：根据量子力学理论，电子在原子中分布在不同的能级上。
能级是指电子在原子中拥有的特定能量。
第一个能级最靠近原子核，其他能级则按次序排列。
壳层是指所有能级的集合。
第一壳层只包含1个能级，第二壳层包含2个能级，以此类推。
2.电子云模型：根据量子力学理论，电子并不是按照经典物理学中的轨道运动，而是以一种电子云模型存在。
即电子在原子核周围的空间中呈现出一种云状分布，不同形状的云表示不同的能级。
电子云密度较高的区域表示概率更大地找到电子。
3.泡利不相容原理：根据泡利不相容原理，每个能级最多只能容纳一对电子。
这意味着每个能级上的电子自旋量子数（即电子磁矩）必须不同。
4.阿伦尼乌斯规则：根据阿伦尼乌斯规则，每个能级上的电子分布顺序是按照能量的升序进行的。
也就是说，能量低的能级上先填满电子，然后再填入能量较高的能级中。
5.元素周期表：元素周期表是根据元素的原子序数（即核内质子数）和电子排布规律得出的。
从左至右，周期表上的每一排都代表着能级的填充顺序。
每个周期中的第一个元素填充了一个新的能级，直到填满该能级后开始填充下一个能级。
6.主族元素和过渡元素：主族元素是指周期表上1A到8A族的元素，它们的外层能级最多只填满8个电子。
过渡元素是指周期表上3B到2B族的元素，它们的外层能级填满电子的顺序比较复杂，需要考虑d轨道的填充。
7.电子填充顺序：根据元素周期表和电子云模型，我们可以通过填充电子的顺序来推断元素的电子排布。
在填充电子时，按照能量升序原则，先填充1s轨道，然后填充2s轨道，接着是2p轨道，以此类推。
8.电子结构的周期性：元素的电子结构具有周期性。
在周期表中，元素的电子结构和化学性质都会出现周期性变化。
通过观察电子结构的周期性，我们可以了解元素的化学性质和反应活性。
以上是元素电子排布规律的主要内容。
通过研究和理解这些规律，我们可以更好地理解元素的性质和行为，为元素的化学性质和反应提供理论基础。
电子轨道排布
电子轨道排布电子轨道排布是指描述原子中电子分布的方式。
在原子中，电子会沿着特定的轨道运动。
这些轨道被分为不同的壳层，每个壳层可以容纳一定数量的电子。
在本文中，我们将探讨电子轨道排布的原理和规则。
首先，让我们回顾一下原子的基本结构。
原子由质子、中子和电子组成。
质子和中子位于原子的中心，形成了原子核。
电子则以固定的能级存在于原子核周围的轨道上。
电子轨道排布的原理源于量子力学的理论。
根据量子力学，电子不是按照经典物理学的轨道运动，而是存在于一系列的能级中。
这些能级被称为壳层，每个壳层包含着不同数量的子壳。
在每个壳层中，有不同数量的子壳，每个子壳能容纳不同数量的电子。
子壳由字母s、p、d和f表示，它们分别能容纳2、6、10和14个电子。
e.g. 2n^2规则第一层壳层只有一个子壳，被记作1s，可以容纳最多2个电子。
因此，第一层壳层可以被填满之后，原子就会变得更加稳定。
第二层壳层具有两个子壳，分别被记作2s和2p。
2s子壳可以容纳最多2个电子，而2p子壳可以容纳最多6个电子。
因此，第二层壳层总共可以容纳8个电子。
同样的方法可以用于更高的壳层。
例如，第三层壳层具有3个子壳，分别被记作3s、3p和3d。
3s子壳可以容纳最多2个电子，3p子壳可以容纳最多6个电子，而3d子壳可以容纳最多10个电子。
因此，第三层壳层总共可以容纳18个电子。
此外，还有更高的壳层存在，但它们的电子容纳能力更高，不再遵循简单的规则。
例如，第四层壳层具有4个子壳，分别被记作4s、4p、4d和4f。
4s子壳可以容纳最多2个电子，4p子壳可以容纳最多6个电子，4d子壳可以容纳最多10个电子，而4f子壳可以容纳最多14个电子。
因此，第四层壳层总共可以容纳32个电子。
此外，电子还会根据洪特规则进行填充。
洪特规则指出，电子倾向于填充低能级的壳层，然后填充同一壳层中的低能级子壳层，最后填充高能级的壳层。
这种填充顺序可以保证原子的稳定性。
总结一下，电子轨道排布遵循一定的规则。
核外电子排布规律总结
核外电子排布规律总结1.电子能级规则：电子能级是指原子中不同能量的轨道或壳层。
根据电子能级规则，电子会首先填充能量低的轨道，然后才能填充能量较高的轨道。
这个规则被称为"Aufbau"原则。
具体来说，首先填充1s轨道，然后填充2s轨道，接着填充2p轨道，依次类推。
这个规则可以用来解释元素周期表的结构。
2.布尔排斥原理：根据布尔排斥原理，每个轨道最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋方向必须相反。
这个规则既适用于同一能量级的轨道，也适用于不同能量级的轨道。
3.海森堡不确定原理：根据海森堡不确定原理，无法同时确定电子的位置和动量。
这个原理说明电子不能完全按照轨道的形式存在，而是以概率密度云的形式存在。
这意味着我们只能通过电子在不同能级之间跃迁的概率来描述电子的行为。
4.电子云模型：根据电子云模型，电子在原子周围形成类似于云的形态。
这个模型的核心概念是轨道，表示了电子可能存在的区域。
不同轨道形状不同，包括球形的s轨道和沿着不同方向延伸的p、d和f轨道。
电子云模型可以用来解释和预测电子在原子内的行为。
5.黄金法则：根据黄金法则，电子倾向于填充能量最低的轨道。
这意味着电子倾向于首先填充s轨道，然后是p、d和f轨道。
这个规则解释了为什么元素周期表上的元素倾向于按照一定的模式填充电子。
6.朗道规则：根据朗道规则，电子在填充轨道时倾向于遵循一定的顺序。
具体来说，朗道规则说明电子首先填充满相同自旋方向的轨道，然后再填充相反自旋方向的轨道。
这个规则解释了为什么大多数原子中的电子向上自旋和向下自旋的数量差异相对较小。
综上所述，核外电子排布规律可以归纳为电子能级规则、布尔排斥原理、海森堡不确定原理、电子云模型、黄金法则和朗道规则等。
这些规律帮助我们理解原子的电子结构，解释元素周期表的结构，以及预测和解释原子的化学性质和反应活性。
这些规律的发现和总结对化学和其他科学领域的发展有着重要的意义。
原子结构中电子排布规律与化学反应的关系
原子结构中电子排布规律与化学反应的关系电子排布是指电子在原子中的分布方式，它遵循一定的规律。
原子的电子排布规律与化学反应密切相关，它对元素的化学性质以及元素之间的反应方式产生了深远影响。
一、能级和壳层原子结构中的电子排布首先涉及到能级和壳层的概念。
能级是指电子所能占据的不同能量状态，能级由低到高依次排列。
壳层是指能级所组成的层次结构，一般用字母符号来表示。
根据能级规则，原子中的电子首先填充低能级的能级。
每个壳层都可以容纳一定数量的电子，其中最内层壳层最多容纳2个电子，第二层壳层最多容纳8个电子。
这一规律被称为阴壳层填充规则。
二、套能级和泡利不相容原理当某个壳层内的能级被填满电子后，电子会开始填充下一个壳层，这种现象被称为套能级。
在电子排布过程中，泡利不相容原理起着重要作用。
根据泡利不相容原理，每个能级最多容纳两个电子，并且这两个电子的自旋态必须相反。
这意味着同一个壳层中的电子必须具有不同的自旋态。
三、元素周期表和电子排布规律根据电子排布规律，我们可以解释元素周期表中元素的排布顺序和化学性质。
元素周期表是一张按照元素原子序数排列的表格。
在元素周期表中，横向的每一行被称为一个周期，纵向的每一列被称为一个族。
周期表的结构与元素的电子排布有密切关系。
元素周期表中的元素排布顺序遵循电子填充顺序的规律。
每个元素的原子序数表示了其核外电子的数量，而核外电子的排布又遵循能级和壳层的规律。
因此，通过周期表我们可以知道每个元素的电子排布情况。
周期表中的元素按照电子排布的相似性进行分组，这些分组被称为元素的族。
同一族中的元素具有相似的化学性质，这是由于它们具有相似的电子排布方式所决定的。
四、电子排布与化学反应的关系原子中电子的排布方式直接影响原子的化学性质以及元素之间的反应方式。
首先，电子排布决定了原子的化合价。
原子的化合价是指原子与其他元素形成化合物时所带电的数量。
根据电子排布规律，我们可以预测元素的化合价。
例如，元素周期表第一族的元素都具有一个价电子，因此它们的化合价都为+1。
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原子的壳层能量与电子排布李涛（安庆师范学院物理与电气工程学院安徽安庆 246011）指导教师：张青林摘要：各种元素的化学性质和物理性质的变化，显示出高度的规律性，这实际放映了原子结构的情况。
原子的电子排布并不是杂乱无章而是有规律可循，其遵循最低能量定理，泡利不相容原理以及洪定则。
掌握了这些，对原子的核外电子排布就会有一个清醒的认识。
原子壳层能量是随原子序数而变化的，随着原子序数的增加原子逐一增加的，电子填入支壳层的次序可由经验n+0.7L描叙，其中n是主量子数，对应于主壳层，L是角动量量子数，对应于支壳层。
关键词：壳层能量，泡利原理，电子排布，轨道能量交错引言：早在1803年道耳顿根据质量守恒及定比定律提出原子的学说，原子的研究就正式开始，到1912年柯塞尔提出多电子原子中的电子分布主壳层模行，即主量子数相同的电子处于同一主壳层中。
对应于n=1，2，3，4…的主壳层分别用K，L，M，N….来表示在同一主壳层中，不同的轨道角量子数1又分成几个不同的分壳层，常用s,p,d,f,…..表示1=0，1，2，3，…的各种转动态。
1原子壳层能量随原子序数的变化众所周知，随着原子的增加和壳层电子的逐一填充，原子的壳层能量会下降。
对此可在电磁学理论基础上做出定性的解释。
当一正电荷位于球心并有等量负电荷均匀分布于球壳上时，球内形成一沿径向向外的电场，凡原在球壳内的负电荷都会因这一电场的作用而引起能量的下降。
原子序数为Z的原子变为Z+1的原子时，新加入电子的电荷沿径向和角向按一定几率分布，核新增的单位正电荷和新加入的电子在核外一定范围内形成一类似的附加电场，使有一定几率分布处于该场中的原有电子能量下降。
电子处于附加电场中的几率越大和离核越近，则将其移到无穷远时需要更多的功，因而这些电子的能量越低。
显见，当考虑库仑相互作用能时，随着原子序数的增加原子的壳层能量下降。
事实上，影响原子的壳层能量的因素很多，除电子的动能外，还有吸引能和其他电子的排斥作用能，自旋相关效应能，相对论效应能和旋一轨相互作用能，要精确计算这些影响是困难的，所以我们仅准备在原子物理学范畴内定性讨论原子的壳层能量随原子序数Z增加的增加而下降的规律。
根据光谱的实验数据总结和计算得出：在不违背泡利原理和最低能量的情况下，随着原子序数的增加，原子逐一增加的电子填入支壳层的次序可由经验则n+0.7L【1】描述，其中n是主量子数，对应于主壳层；L 是角动量量子数，对应支壳层。
按该经验规则各支壳层如表1所示。
表1 周期表中元素排列的先后，原子逐一增加电子的次序[2】电子填补次序1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6dn+0.7L1.0 2.0 2.7 3.0 3.7 4.0 4.4 4.7 5.0 5.4 5.7 6.0 6.1 6.4 6.7 7.0 7.1 7.4但从X射线表示谱和吸收限的情况【1.2】可知:原子的内支壳层的能量顺序与原子逐一增加电子的能量顺序不同,内支壳层的能量顺序是n越小，能量越低；n相同时，L越小，能量越低。
内支壳层能量的高低次序按从小到大排列如表2所示。
随着原子序数的增加和电子的逐一填充，原子的外支壳层逐渐过渡到内支壳层，支壳层能量次序由表1过渡到表2。
比较表1和表2的能量次序不难发现，表2中某些n小L大的支壳层能量次序相对于表1的位置前移了。
这说明，随着原子序数的增加核外电子，各支壳层能量下降的速度是不相同的，那些n越小L越大的支壳层能量平均说来比n大L小的支壳层下降的速度快.例如:填3d支壳层时，3d能量下降快于4s，填4d支壳层时，4d能量下降快于5s ……表2 内支壳层的能量次序（从小到大排列）1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s ……2原子核外电子排布的原理及方法2.1原子核外电子排布电子原理处于稳定状态的原子，核外电子将尽可能的按能量最底原理排布，另外，由于电子不可能都挤在一起，他们还要遵守泡利不相容原理和洪特规则，一般而言，在这三条规则的指导下，可以推导出元素原子的核外电子排布情况，在中学阶段要求的前36号元素里无一例外的情况发生。
2.1.1最低能量原理电子在原子核外排布时，要尽可能使电子的能量最低。
怎样才能使电子的能量最低呢？比方说，在我们站在地面上，不会觉得有什么危险；如果我们站在20层楼的顶上，再往下看时我们心理感到害怕。
这是因为物体越在高处具有的势能越高，物体总有从高处往低处的一种趋势，就像自由落体一样，我们从来没有见过物体会自动从地面上升到空中，物体要从地面到空中，必须要有外加力的作用。
电子本身就是一种物质，也具有同样的性质，即它在一般情况下总想处于一种较为安全（或稳定）的一种状态（基态），也就是能量最低时的状态。
当有外加作用时，电子也是可以吸收能量到能量较高的状态（激发态），但是它总有时时刻刻想回到基态的趋势。
一般来说，离核较近的电子具有较低的能量，随着电子层数的增加，电子的能量越来越大；同一层中，各亚层的能量是按s,p,d,f的次序增高的。
这两种作用的结果可以得出电子在原子核外排布时遵守下列次序：1s,2s ,2p,3s,3p,4s,3d,4p，……2.1.2泡利不相容原理我们已经知道，一个电子的运动状态要从4个方面来进行描述，既它所处的电子层，亚电子层，电子云的伸展方向以及电子的自旋方向。
在同一个原子中没有也不可能有运动状态完全相同的两个电子存在。
根据这个规则，如果两个电子处于同一轨道，那么，这两个电子的自旋方向必定相反。
也就是说，每一个轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电子。
根据泡利不相容原理，我们得知：s亚层只有1个轨道，可以容纳两个自旋相反的电子；p亚层有3个轨道，总共可以容纳6个电子；f亚层有5个轨道，总共可以容纳10个电子。
我们还得知：第一电子层(K层)中只有1s亚层，最多容纳两个电子；第二电子（L层）中包括2s和2p两个亚层，总共容纳8个电子；第三带脑子层（M层）中包括3s,3p,3d三个亚层，总共可以容纳18个电子……第n层总共可以容纳2n2个电子。
2.1.3洪特规则从光谱实验结果总结出来的洪特规则有两个方面的含义：一是电子在原子核外排布时，将尽可能分占不同的轨道，且自旋平行；洪特规则的第二个含义是对于同一个电子亚层，当电子排布处于：全满（s2、p6、d10、f14）半满（s1、p3、d5、f7）全空（s0、p0、d0、f0）时比较稳定。
3原子的电子壳层结构元素的性质决定于原子的结构,也就是原子中电子所处的状态,电子状态的具体内容是下列四个量子数所代表的一些运动情况：1主量子数n=1,2,3,……代表电子运动区域的大小和它的总能量的主要部分,前者按轨道的描述也就是轨道的大小；2轨道角动量量子数l=0,1,2,…(n-1)代表轨道的形状和轨道角动量,这也同电子的能量有关;3轨道方向量子数m l=l,l-1,…,0,…,-l代表轨道在空间的可能取向,换一句话讲,这也代表轨道角动量在某一特殊方向(例如磁场方向)的分量；4自旋方向量子数m s=+1/2,-1/2代表电子自旋的取向,这也代表电子自旋角动量在特殊方向(例如磁场方向)的分量；5电子自旋量子数s=1/2代表自旋角动量,对所有电子是相同的,它就不成为区别电子态的一个参数。
设想原子处在很强的磁场中,电子间的耦合以及每一个电子的自旋同轨道运动的耦合都被解脱,这样,每一个电子的轨道运动和它的自旋的取向都对外磁场各自量子化,因而上述ml和ms都成为描述运动的参数,那么就可以按照上述四个量子数来推断原子中的电子组态。
在原子中具有相同n量子数的电子构成一个壳层。
如果电子数比较多,他们就分成几个层.在一个层中,对不同的l,又分为几个不同的次壳层.现在我们进行每一个壳层和次壳层中可能容纳的最多电子数的推算。
先考虑具有相同n和L量子数的电子所构成的一个次壳层中可以容纳的最多电子数.对一个L,可以有2L+1个m l;对每一个m l,又可以有两个m s,就是m s=+1/2和-1/2.由此,对每一个L,可以有2(2L+1)个不同的状态,这就是说,每一个次壳层中可以容纳的最多电子数是N L=2(2L+1) （1）现在考虑具有相同n量子数的电子所构成的一个次壳层中最多可以容纳几个电子.对一个n,L值可以有n个,就是L=0,1,2,…(n-1). 因此对每一个n,可以有的状态数,也就是可以容纳的最多电子数是N n=102(21)nlv -=+∑=2[1+3+5+…(2n-1)]=2n2（2）这里的结论是在原子处于很强的磁场中的假定下推得的，其中磁场的强弱和有无不影响结论。
现在设磁场不很强,电子之间的耦合仍被解脱,但每个电子的自旋和自己的轨道运动之间仍有耦合,形成一个总角动量p j 。
这时描述电子态的不在是上述四个量子数,而是n,L,j和m j四个量子数。
M j=j,j-1,…,-j,共有2j+1个,代表电子的总角动量的取向,也就是总角动量在某特殊方向的分量.现在再推算每一个次壳层和每一个壳层中可以容纳的最多电子数。
对每一个j,有2j+1个m j，对每一个L,有两个j,即j=L+1/2和L-1/2，所以每一次壳层可以有的状态数也就是可以容纳的最多电子数是N L=[2(L+1/2)+1]+[2(L-1/2)+1]=2(2L+1) （3）这同上面的结论完全相同，那么在每一个壳层中可以容纳的最多电子数也就是不同L的(3)式数值的总和,仍然是2n2了。
由此可知,磁场的强弱不影响各层可以容纳的最多电子数,即使没有磁场,原子中各电子的轨道运动之间的相对取向也会量子化，只有一个电子,它的轨道运动就会产生磁场,这时就为其他电子提供了一个特殊方向,其他电子的轨道运动相对于这个电子的轨道运动的取向就会量子化,又每一个电子自旋相对于本身的轨道运动也可以有两个取向，因此上述m l和m s两个量子数分别代表轨道运动和自旋可能有几个去向的描述仍有效，只是现在代表的是原子中各电子运动的相对取向,但这不影响状态数的计算,因而也不影响关于每一壳层和次壳层可以容纳的最多电子数的结论，在没有磁场的情况下,对外当然不发生取向的问题。
根据上述结论,把各壳层可以容纳的最多电子数开列在表3中，从中可以看到各壳层的最多电子数依次是2,8,18,31,50,72,这显然同周期表中各周期的元素有关,但各周期的元素依次是2,8,8,18,18,32,同各壳层的电子又不完全符合，这两套数值有极相似之处,但也有差别，究竟二者有什么关系,下一节就要讨论，目前可以肯定的是,原子中的电子形成壳层和次壳层,每层有一定的最多电子数，我们已经窥见了原子内部结构一个轮廓。
表3 各壳层可以容纳的最多电子数4原子基态的电子组态原子的基态是原子能量最低的状态，它所有的电子都处在各自可能的最低能量的状态中。