原子结构的量子理论你身边的高考专家 原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构名 称允 许 取 值含 义主量子数n = 1, 2, …n磁量子数ml角量子数l= 0, 1, 2, ( - 1 )…nl自旋磁量子数msms= ±其值决定原子中电子的能量其值决定原子中电子的角动 量由于轨道磁矩与自旋磁 矩间的相互作用， 对能量也 有一定影响， 又称副量子数ll其值决定电子轨道角动量在 外磁场中的取向其值决定电子自旋角动量在 外磁场中的取向，同时还影 响电子在外磁场中的能量ml= ±1, ± 2, …l±,,0,如前所述，氢原子核外电子的运动状态由四个量子数（n , l , ml , ms ) 决定 对于其它多电子的原子，其薛定谔方程比氢原子的情况要复杂得多，但近似计算表明， 其核外电子的运动状态仍由四个量子数决定，即主壳层与支壳层多电子原子核外的电子分壳层排布，同一壳层的电子具有相同的主量子数 n,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,代号： K，L，M，N，O，P，Q，n =在同一壳层上角量子数相同的电子组成分壳层（或支壳层）0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 代号： s， p， d， f， g， h， i ，l =代号 s，p，d，f，是沿用早期光谱学对某一谱线状况的称呼，f 后面则接着按字母顺序排列。
fundamental f （ 基本的） ，（strong 强的） （ 主要的）principal 如:dispersived（ 弥散的） ，，ps，两条原则电子在壳层和支壳层上分布遵循下列两条原则：泡利不相容原理 前面已经叙述在这里，我们可更 具体地表述为在一个原子中，任何两个电子不可能具有完全相同的一组量子数（n , l , ml , ms ) 能量最低原理 原子处于未激发的正常状态时，在不违背泡利不相容原理的条件下，每个电子都趋向占据可能的 最低能级，使原子系统的总能量尽可能的低 根据上述两个原则，可定性确定多电子原子核外电子按壳层的分布 壳层可容电子数计算msn 3 l：12ml0001-101-12-2从图中可见， n = 3 的主壳层中最多能容纳 18 个电子n = 1, 2, … l= 1, 2, , ( - 1 )…n ml= ±1, ± 2, l± ms= ±四个量子数的允许取值为0, 0,…, n = 3 的主壳层中最多能容纳几个电子？问计算主量子数为 n 的主壳层中最多能容纳电子数的通式为由此不难得出 ：壳层可容电子数图表ln0 1 2 3 4 5 6 s p d f g h i1 2 3 4 5 6 7K L M N O P Q2 2 2 2 2 2 26 6 6 6 6 610 10 10 10 1014 14 14 1418 18 1822 22262 8 18 32 50 72 98Nn各壳层最多可容纳的电子数主量子数为 n 的壳层中最多能容纳电子数为Nn2n2角量子数为 l 的支壳层中最多能容纳电子数为2 （2 l + 1 )徐光宪定则 ln0 1 2 3 4 5 6 s p d f g h i1 2 3 4 5 6 7K L M N O P Q2 2 2 2 2 2 26 6 6 6 6 610 10 10 10 1014 14 14 1418 18 1822 22262 8 18 32 50 72 98Nn各壳层最多可容纳的电子数主量子数为 n 的壳层中最多能容纳电子数为Nn2n2角量子数为 l 的支壳层中最多能容纳电子数为2 （2 l + 1 )0 1 2 3 4 5 6 s p d f g h iln1 2 3 4 5 6 7K L M N O P Q2 8 18 32 50 72 98Nn2 2 2 2 2 2 210 10 10 10 1014 14 14 1418 18 1822 22266 6 6 6 6 6电子的能量主要由主量子数 n 决定n 越小能级越低，该壳层离核越近 。
电子一般按n由小到大的顺序填入各能级 但角量子数对电子的能量也有影响，使得一些较重元素的原子，有时 n 较小的壳层尚未填满，电子就开始填入 n 较大的壳层我国科学家徐光宪总结出一条规律 徐光宪定则：对原子外层的电子，能级高低由 ( n + 0.7 l ) 的大小 来确定，其值越大，能级越高例如，n = 3, l = 2 的 3d 支壳层，(3+0.7×2)=4.4 高于 n = 4, l = 0 的 4s 支壳层，(4+0.7×0)=4 又如 ，n = 4, l = 2 的 4d 支壳层，(4+0.7×2)=5.4 高于 n = 5, l = 0 的 5s 支壳层，(5+0.7×0)=5 ， 等等举例2s3s4s5s2 p3 p4 p5 p4 d3 d1s能 量H HeLi BeCOF NeNa MgAl SiClK CaSc TiBNPSARb SrY ZrV CrMn FeCo NiCu ZnGa GeAs SeBr KrNb MoTc RuRhPdAg CdIn SnSb TeIXe1s22s22 p63s23 p64s2 3 d10 4 p65s137号元素 Rb（铷）的电子组态 ：根据徐光宪定则，对原子外层的电子 ，能级高低由 ( n + 0.7 l ) 的大小来确定 ，其值越大，能级越高。
得1s22s22 p63s23 p64s119号元素 K（钾）的电子组态：3 d4s ；高于4 d5s高于等等 21号元素 Sc（钪）的电子组态： 1s22s22 p63s23 p64s23d1元素的电子组态KLMNO 1s 2s 2p3p3s3d 4s 4p 4d 4f… …5s 5p5d 5f 5g12 34 5 67 89 10BN1112 131514171618 1920…P SA373821 22H He Li BeCO F Ne Na Mg Al SiClK Ca Sc Ti39 40…Rb Sr Y Zr12 22 2 2 2 222222 2 2 2 2222 2222 2 212 2 2 2 22 2 22222 2 22 222222 2 2266 26 26621 26661 2221 2 3 4 5 6 6 66 6666 6122 2 2 2 2 2666 61 2 3 4 5 622 2 266661010101022 2 26666211 2221s22s22 p63s23 p64s2 3 d10 4 p65s11s22s22 p63s23 p64s21s1 1s21s22s22 p21s22s22 p51s22s22 p63s23 p11s22s22 p63s23 p4元素的 电子组态1s22s22 p63s23 p64s2 3 d10 5s2 4 p6 4 d11s22s22 p63s23 p64s13 d1。