二、核外电子的运动状态
电子在原子中的运动状态，可n，l，m，ms四个量子数来描述。
（一)主量子数n
主量子数n是用来描述原子中电子出现几率最大区域离核的远近，或者说它是决定电子层数的。主量子数的n的取值为1，2，3…等正整数。例如，n=1代表电子离核的平均距离最近的一层，即第一电子层；n=2代表电子离核的平均距离比第一层稍远的一层，即第二电子层。余此类推。可见n愈大电子离核的平均距离愈远。
在光谱学上常用大写拉丁字母K，L，M，N，O，P，Q代表电子层数。
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主量子数（n) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
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电子层符号 |
K |
L |
M |
N |
O |
P |
Q |
主量子数n是决定电子能量高低的主要因素。对单电子原子来说，n值愈大，电子的能量愈高。但是对多电子原子来说，核外电子的能量除了同主量子数n有关以外还同原子轨道（或电子云)的形状有关。因此，n值愈大，电子的能量愈高这名话，只有在原子轨道（或电子云)的形状相同的条件下，才是正确的。
（二)副量子数l
副量子数又称角量子数。当n给定时，l可取值为0，1，2，3…（n-1)。在每一个主量子数n中，有n个副量子数，其最大值为n-1。例如n=1时，只有一个副量子数，l=0，n=2时，有两个副量子数，l=0，l=1。余此类推。按光谱学上的习惯l还可以用s，p，d，f等符号表示。
| l | 0 | 1 | 2 | 3 |
| 光谱符号 | s | p | d | F |
副量子数l的一个重要物理意义是表示原子轨道（或电子云)的形状。L=0时（称s轨道)，其原子轨道（或电子云)呈球形分布（图4-5)；l=1时（称p轨道)，其原子轨道（或电子云)呈哑铃形分布（图4-6)；…
图4-5 s电子云图 4-6 p电子
副量子数l的另一个物理意义是表示同一电子层中具有不同状态的亚层。例如，n=3时，l可取值为0，1，2。即在第三层电子层上有三个亚层，分别为s，p，d亚层。为了区别不同电子层上的亚层，在亚层符号前面冠以电子层数。例如，2s是第二电子层上的亚层，3p是第三电子层上的p亚层。表4-1列出了主量子数n，副量子数l及相应电子层、亚层之间的关系。
表4-1 主量子数n，副量子数l及其相应电子层亚层之间的关系
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n |
电子层 |
l |
亚层 |
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1 |
1 |
0 |
1s |
|
2 |
2 |
0 |
2s |
|
1 |
2p | ||
|
3 |
3 |
0 |
3s |
|
1 |
3p | ||
|
2 |
3d | ||
|
4 |
4 |
0 |
4s |
|
1 |
4p | ||
|
2 |
4d | ||
|
3 |
4f |
前已述及，对于单电子体系的氢原子来说，各种状态的电子能量只与n有关。但是对于多电子原子来说，由于原子中各电子之间的相互作用，因而当n相同，l不同时，各种状态的电子能量也不同，l愈大，能量愈高。即同一电子层上的不同亚层其能量不同，这些亚层又称为能级。因此副量子数l的第三个物理意义是：它同多电子原子中电子的能量有关，是决定多电子原子中电子能量的次要因素。
