在同一電子層中，電子的能量還稍有差異，電子云的形狀也不相同。因此電子層還可分成一個或n個電子亞層。

　　通過對許多元素的電離能的進一步分析，人們發(fā)現(xiàn)，在同一電子層中的電子能量也不完全相同，仍可進一步分為若干個電子組。這一點在研究元素的原子光譜中得到了證實。

　　電子亞層分別用s、p、d、f等符號表示。不同亞層的電子云形狀不同。s亞層的電子云是以原子核為中心的球形，p亞層的電子云是紡錘形，d亞層為花瓣形，f亞層的電子云形狀比較復雜。

　　K層只包含一個s亞層;L層包含s和p兩個亞層;M層包含s、p、d三個亞層;N層包含s、p、d、f四個亞層。

　　對于化學概念，要精通它，應用它，精通的目的全在于應用。

　　核外電子，分層排布，每一個電子層又分為亞層。

　　1、由核向外，第1電子層只有1個S亞層，第2電子層有1個S亞層和1個P亞層，第3電子層有1個S亞層、1個P亞層和1個d亞層,第4-7電子層有1個S亞層、1個P亞層、1個d亞層和1個f亞層。

　　2、S亞層有1個軌道，P亞層有3個軌道，d亞層有5個軌道，f亞層有7個軌道。

　　3、每個軌道最多可以容納2個電子。

　　4、能級與能級交錯原理

　　電子按能級填充軌道：先填第1電子層，后填第2電子層;在同一電子層，先填S亞層，后填P亞層。

　　由于4S亞層能級低于3d亞層，所以填滿4S亞以后，再填3d亞層

　　電子按下記次序填充

　　1S——2S——2P——3S——3P——4S——3d—— 4P——5S——4d——5P——6S——4f——5d——6P——7S——5f——6d

　　稱為能級交錯，

　　5、平行填充原理

　　例如，

　　錳是25號元素，有25個核外電子，排為

　　1S2;2S2，2P2、2P2、2P2;3S2，3P2、3P2、3P2;

　　4S2 ;3d1、3d1、3d1、3d1、3d1;

　　排完3P后，還剩7個電子，按能級交錯原理，先排4S，后排3d。排完4S2后，還剩5個電子，排為3d1、3d1、3d1、3d1、3d1（因為d軌道上，5個電子是半充滿狀態(tài)比較穩(wěn)定，這里體現(xiàn)了洪特規(guī)則）。

　　據(jù)此，可以解釋：Mn失去2個4S2 電子，顯2價(MnO)，Mn失去2個4S2電子和1個3d1電子，顯3價(Mn2O3)，Mn失去2個4S2 電子和2個3d1電子，顯4價(MnO2)，Mn失去2個4S2電子和4個3d1電子，顯6價(MnO3——錳酸酐，錳酸H2MnO4)，Mn失去2個4S2電子和5個2d1電子，顯7價(Mn2O7——高錳酸酐，高錳酸HMnO4)，

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　　【什么是原子】

　　原子(atom)是化學變化中的最小微粒。原子可看作地球一樣大的體育館里的一顆乒乓球，研究原子的方法好比在這個體育館里放置10的23次方以上的乒乓球，并且讓這些球不停地跳動起來。

　　原子核是由質子和中子構成，更外層有電子圍著原子核高速轉動。

　　原子是構成自然界各種元素的基本單位，由原子核和核外軌道電子(又稱束縛電子或繞行電子)組成。原子也是構成元素的最小單位。

　　【原子半徑大小與以下三個方面有關】

　　電子層數(shù) 核內質子數(shù) 電子數(shù)

　　(核內質子數(shù)=核電荷數(shù))

　　通常是指以實驗方法測定的相鄰兩種原 子核間距離的一半。從理論上說，核外電子無嚴格固定的運動軌道，所以原子的大小無嚴格的邊界，無法精確測定一個單獨原子的半徑，因此通常所使用的原子半徑數(shù)據(jù)只有相對的、近似的意義。如果將原子假設成一個球體的話，標準原子的直徑大約為10的-10次方米。

　　1.電子層數(shù)越多 原子半徑就越大

　　2.核內質子多 那么原子核質量就大 對電子的束縛能力就強原子半徑反而越小

　　3.電子數(shù)越多 原子半徑越大

　　比較同一周期的原子半徑大小 就看核內質子數(shù)

　　比較同一族元素就看電子層數(shù)

　　如果兩種元素的周期和族都不同 那么主要考慮電子層數(shù)與最外層電子數(shù)一般沒有關系

　　【原子軌道】

　　原子軌道（英語：atomicorbital），又稱軌態(tài)，是以數(shù)學函數(shù)描述原子中電子似波行為。此波函數(shù)可用來計算在原子核外的特定空間中，找到原子中電子的機率，并指出電子在三維空間中的可能位置。“軌道”便是指在波函數(shù)界定下，電子在原子核外空間出現(xiàn)機率較大的區(qū)域。具體而言，原子軌道是在環(huán)繞著一個原子的許多電子（電子云）中，個別電子可能的量子態(tài)，并以軌道波函數(shù)描述。

　　電子的原子與分子軌道，依照能階排序

　　現(xiàn)今普遍公認的原子結構是波耳氫原子模型：電子像行星，繞著原子核（太陽）運行。然而，電子不能被視為形狀固定的固體粒子，原子軌道也不像行星的橢圓形軌道。更精確的比喻應是，大范圍且形狀特殊的“大氣”（電子），分布于極小的星球（原子核）四周。只有原子中存在唯一電子時，原子軌道才能精準符合“大氣”的形狀。當原子中有越來越多電子時，電子越傾向均勻分布在原子核四周的空間體積中，因此“電子云”越傾向分布在特定球形區(qū)域內（區(qū)域內電子出現(xiàn)機率較高）。

　　早在1904年，日本物理學家長岡半太郎首度發(fā)表電子以類似環(huán)繞軌道的方式在原子內運轉的想法。1913年，丹麥物理學家尼爾斯·波耳提出理論，主張電子以固定的角動量環(huán)繞著體積極小的原子核運行。然而，一直到1926年、量子力學發(fā)展后，薛定諤方程式才解釋了原子中的電子波動，定下關于新概念“軌道”的函數(shù)。

　　由于這個新概念不同于古典物理學中的軌道想法，1932年美國化學家羅伯特·馬利肯提出以“軌道”（orbital）取代“軌道”（orbit）一詞。原子軌道是單一原子的波函數(shù)，使用時必須代入n（主量子數(shù)）、l（角量子數(shù)）、m（磁量子數(shù)）三個量子化參數(shù)，分別決定電子的能量、角動量和方位，三者統(tǒng)稱為量子數(shù)。每個軌道都有一組不同的量子數(shù)，且最多可容納兩個電子。s軌道、p軌道、d軌道、f軌道則分別代表角量子數(shù)l=0,1, 2,3的軌道，表現(xiàn)出如右圖的軌道形狀及電子排布。它的名稱源于對其原子光譜特征譜線外觀的描述，分為銳系光譜（sharp）、主系光譜（principal）、漫系光譜（diffuse）、基系光譜（fundamental），其余則依字母序命名g.h...（跳過j）。

　　在原子物理學的運算中，復雜的電子函數(shù)常被簡化成較容易的原子軌道函數(shù)組合。雖然多電子原子的電子并不能以“一或二個電子之原子軌道”的理想圖像解釋，它的波函數(shù)仍可以分解成原子軌道函數(shù)組合，以原子軌道理論進行分析；就像在某種意義上，由多電子原子組成的電子云在一定程度上仍是以原子軌道“構成”，每個原子軌道內只含一或二個電子。

　　2層次

　　能層（電子層）

　　原子核外運動的電子繞核運動會受到原子核的吸引，他們運動能量上的差異可用他們運動軌道離核的遠近表現(xiàn)出來。具有動量較大的電子在離核越遠的地方運動，而動量較小的則在離核較近的地方運動。但是電子繞核運動與人造衛(wèi)星繞地球運動不同。人造衛(wèi)星繞地球運動的動量是連續(xù)變化的，由于能量的消耗，它的軌道會逐漸接近地球。但原子的能量是量子化的，原子核外電子運動的軌道是不連續(xù)的，他們可以分成好幾層，這樣的層，稱為“電子層”，也稱“能層”。

　　氫原子光譜的巴爾默系

　　氫原子線狀光譜（右圖，巴爾默線系）的事實可以證明電子層的存在。根據(jù)經典電磁學理論，繞核高速旋轉的電子將不斷從原子發(fā)射連續(xù)的電磁波，但從圖中可以發(fā)現(xiàn)，氫原子的光譜圖像是分立的，這與經典電磁學的推算結果矛盾，之后，玻爾提出了電子層的概念，成功推導出了描述氫原子光譜的里德伯公式（σ=R'×[(n^-2)-(m^-2)]）將里德伯常量R'與，普朗克常數(shù)聯(lián)系在一起，電子層的存在從此得到了公認。

　　通常情況下，氫原子的電子在離核最近的電子層上運動，這時并不放出能量，此時的電子所處的狀態(tài)稱為“基態(tài)”。當氫原子從外界獲得能量（如灼熱、放電、輻射能等），它的電子可以躍遷到離核較遠的電子層上，此時的電子所處的狀態(tài)稱為“激發(fā)態(tài)”。當電子從離核較遠的電子層躍遷到能量相對更低也離核更近的電子層時，就會以光的形式放出能量。光的頻率ν和兩電子層的能量差∣E2-E1∣有下列關系：

　　hv=∣E2-E1∣

　　其中，h為普朗克常數(shù)（6.62×10^-27爾格·秒）

　　因為電子層是不連續(xù)的所以電子躍遷放出的能量也是不連續(xù)的（量子化的），這種不連續(xù)的能量在光譜上的反映就是線狀光譜。

　　在現(xiàn)代量子力學模型中，描述電子層的量子數(shù)稱為主量子數(shù)（principal quantumnumber）或量子數(shù)n，n的取值為正整數(shù)1、2、3、4、5、6、7，對應符號為K、L、M、N、O、P、Q。對氫原子來說，n一定，其運動狀態(tài)的能量一定。一般而言：n越大，電子層的能量越高。

　　每個電子層所容納的電子個數(shù)有限，為2n^2個，但當一個電子層是原子的最外層時，它至多只能容納8個電子，次外層最多容納18個。

　　如果一個電子在激發(fā)態(tài)，一個有著恰當能量的光子能夠使得該電子受激輻射，釋放出一個擁有相同能量的光子，其前提就是電子返回低能級所釋放出來的能量必須要與與之作用的光子的能量一致。此時，受激釋放的光子與原光子向同一個方向運動，也就是說這兩個光子的波是同步的。利用這個原理，人們設計出了激光，它是可以產生頻率很窄的光的光源。

　　在越來越多的光譜實驗中，人們發(fā)現(xiàn)，電子在兩個相鄰電子層之間發(fā)生躍遷時，會出現(xiàn)多條相近的譜線，這表明，同一電子層中還存在著能量的差別，這種差別，就被稱為“電子亞層”，也叫“能級”。

　　能級（電子亞層）

　　如果用更加精細的光譜儀觀察氫原子光譜，就會發(fā)現(xiàn)，原來的整條譜線又有裂分，這意味著量子化的兩電子層之間存在著更為精細的“層次”，這被稱為“能級”，每一電子層都由一個或多個能級組成，同一能級的能量相同。

　　描述能級的量子數(shù)稱為角量子數(shù)（angular quantumnumber）用“l(fā)”表示。對于每一個電子層對應的主量子數(shù)n，l的取值可以是0、1、2、n-1，也就是說，總共有n個能級，因為第一電子層K的n=1，所以它只有一個能級，而n=2的L層就有兩個能級，表現(xiàn)在光譜上就是兩條非常相近的譜線。

　　從第一到第七周期的所有元素中，人們共發(fā)現(xiàn)4個能級，分別命名為s，p，d，f。從理論上說，在第八周期將會出現(xiàn)第五個能級。

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