量子数是什么，其电子配置的规则是什么

（文章来源：科技领航人）

原子的电子配置，简单地说，是电子围绕原子核的排列。然而，从技术上讲，我们不可能准确地说明电子的位置。因此，电子配置是对我们在何处可以找到电子的最佳计算猜测。数字和字母一起给出了每个电子的地址，可以这么说。了解原子的电子结构可以深入了解原子在周期表上的位置，预测其反应行为、状态等。让我们试着去了解这些是什么，并确定如何得出原子的电子配置。

主要量子数这由"n"表示。正如我们所知，电子可以排列在不同的外壳或能级。这些排列顺序增加，即最接近原子核的壳具有最低的能量，随着它远离原子核而增加。代替这一点，第一个量子数，或主要量子数，表示在其中可以找到电子的外壳数。对于 Na，1、2 和 3 是主要的量子数。第一个外壳，即 n=1 称为"K"外壳，n=2 称为"L"外壳，依此类推。

角量子数表示为"l"，这也称为轨道角动量量子数。这些值从0开始，并且不断增加。这个数字有2个涵义——它表示在其中可以找到电子的子壳，并且也让我们了解了轨道的形状。l的值取决于n的值。l的值的范围可以从0到n-1，并且始终为正整数。例如，如果n=3，l=0，1，2。

如前所述，这些值还可以告诉我们轨道的形状。当l=0对应于s子壳体时，l=1对应于p子壳，l=2对应于d子壳，等等。子壳的概念并不复杂。正如壳层基于不同的能级一样，子壳的工作方式也大致相同。在每个外壳中也存在不同的能量水平。这些能级的差异不足以使其有资格作为一个单独的外壳，因此它们被归类为子壳。

这个数字，用"m"表示，提供有关电子原子轨道的信息。将原子轨道视为最多能容纳2个电子的电子容器。子壳有电子存在的容器。整个事情可以用一个简单的例子来想象。把壳层想象成不同的街道。每条街道都有许多建筑物——子壳。每栋楼内都有公寓，这是轨道。人是电子，一套公寓最多只能住2人，显然，人们只能住在公寓里。

旋转量子数。这是最容易理解的数字。正如我们所知，电子不断旋转，导致周围产生磁场。这个量子数，用s表示，提供有关电子自旋的信息。它有2个值，+1/2和-1/2，这是一个电子可以具有的旋转类型。这四个量子数基本上充当电子的地址。但是，在分配这些规则时，需要遵循某些规则。

这个原则说，当电子壳被填充，或当电子被分配到它们的轨道时，它们将开始从最低能级填充，然后继续增加。这意味着第一个电子不能在2Px轨道。它必须从1s轨道开始，并持续向上移动。人们期望电子首先填满一个壳的所有子壳的轨道，然后移动到下一个。然而，由于某些因素，这不完全是这样。外壳的能量水平顺序略有不同。当我们想到壳的P子壳时，它有三个轨道——x、y和z。所有这些轨道的能量都是一样的。

洪德（Hund）的规则说，当填充退化的轨道，或相同的能量的轨道时，电子将首先单独填充每个轨道，然后添加第二个电子。这意味着，如果将4个电子添加到P子壳中，x和y轨道各获得2个电子，z获得没有电子，则不会发生。相反，每个轨道将首先被赋予一个电子，然后，根据有多少电子可用，它们将被赋予第二个电子。因此，x将得到2个电子，而y和z将各得到一个电子。

根据这个原理，没有一个电子可以有四个相同的量子数。正如我们所知，前三个量子数给出电子的位置到轨道，而第四个量子数提供轨道的自旋。因此，如果2个电子占据相同的轨道，它们必须有相反的自旋。显然，如果电子具有相同的自旋，它们之间的排斥会太多，以至于它们无法保持在同一轨道。

使用原子中的电子数（等于原子数），可以将电子分配给轨道，同时牢记所有这些规则。例如，氧气有8个电子。通过这些规则，可以计算出，s子壳可以容纳2个电子，p可以容纳6个，d可以容纳10个，f可以容纳14个，等等。因此，氧气的配置将为 1s^2、2s^2、2p^4。

（责任编辑：fqj）