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二、核外電子的運動狀態(tài)
電子在原子中的運動狀態(tài)，可n，l，m，ms四個量子數(shù)來描述。
（一）主量子數(shù)n
主量子數(shù)n是用來描述原子中電子出現(xiàn)幾率最大區(qū)域離核的遠近，或者說它是決定電子層數(shù)的。主量子數(shù)的n的取值為1，2，3…等正整數(shù)。例如，n=1代表電子離核的平均距離最近的一層，即第一電子層；n=2代表電子離核的平均距離比第一層稍遠的一層，即第二電子層。余此類推�？梢妌愈大電子離核的平均距離愈遠。
在光譜學上常用大寫拉丁字母K，L，M，N，O，P，Q代表電子層數(shù)。
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主量子數(shù)（n） |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
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電子層符號 |
K |
L |
M |
N |
O |
P |
Q |
主量子數(shù)n是決定電子能量高低的主要因素。對單電子原子來說，n值愈大，電子的能量愈高。但是對多電子原子來說，核外電子的能量除了同主量子數(shù)n有關(guān)以外還同原子軌道（或電子云）的形狀有關(guān)。因此，n值愈大，電子的能量愈高這名話，只有在原子軌道（或電子云）的形狀相同的條件下，才是正確的。
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副量子數(shù)又稱角量子數(shù)。當n給定時，l可取值為0，1，2，3…（n-1）。在每一個主量子數(shù)n中，有n個副量子數(shù)，其最大值為n-1。例如n=1時，只有一個副量子數(shù)，l=0，n=2時，有兩個副量子數(shù)，l=0，l=1。余此類推。按光譜學上的習慣l還可以用s，p，d，f等符號表示。
副量子數(shù)l的一個重要物理意義是表示原子軌道（或電子云）的形狀。L=0時（稱s軌道），其原子軌道（或電子云）呈球形分布（圖4-5）；l=1時（稱p軌道），其原子軌道（或電子云）呈啞鈴形分布（圖4-6）；…
 
圖4-5 s電子云圖 4-6 p電子
副量子數(shù)l的另一個物理意義是表示同一電子層中具有不同狀態(tài)的亞層。例如，n=3時，l可取值為0，1，2。即在第三層電子層上有三個亞層，分別為s，p，d亞層。為了區(qū)別不同電子層上的亞層，在亞層符號前面冠以電子層數(shù)。例如，2s是第二電子層上的亞層，3p是第三電子層上的p亞層。表4-1列出了主量子數(shù)n，副量子數(shù)l及相應電子層、亞層之間的關(guān)系。
表4-1 主量子數(shù)n，副量子數(shù)l及其相應電子層亞層之間的關(guān)系
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n |
電子層 |
l |
亞層 |
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1 |
1 |
0 |
1s |
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2 |
2 |
0 |
2s |
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1 |
2p |
|
3 |
3 |
0 |
3s |
|
1 |
3p |
|
2 |
3d |
|
4 |
4 |
0 |
4s |
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1 |
4p |
|
2 |
4d |
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3 |
4f |
前已述及，對于單電子體系的氫原子來說，各種狀態(tài)的電子能量只與n有關(guān)。但是對于多電子原子來說，由于原子中各電子之間的相互作用，因而當n相同，l不同時，各種狀態(tài)的電子能量也不同，l愈大，能量愈高。即同一電子層上的不同亞層其能量不同，這些亞層又稱為能級。因此副量子數(shù)l的第三個物理意義是：它同多電子原子中電子的能量有關(guān)，是決定多電子原子中電子能量的次要因素。
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