量子力学中核外电子的运动方式

化学课上老师说过什么亚电子层什么的,没听懂

原子核外的电子总是有规律的排布在各自的轨道上。

原子轨道的种类
主页面：原子轨道

作为薛定谔方程的解，原子轨道的种类取决于主量子数(n)、角量子数(l)和磁量子数(ml)。其中，主量子数就相当于电子层，角量子数相当于亚层，而磁量子数决定了原子轨道的伸展方向。另外，每个原子轨道里都可以填充两个电子，所以对于电子，需要再加一个自旋量子数(ms)，一共四个量子数。

n可以取任意正整数。在n取一定值时，l可以取小于n的自然数，ml可以取±l。不论什么轨道，ms都只能取±1/2，两个电子自旋相反。因此，s轨道（l=0）上只能填充2个电子，p轨道（l=1）上能填充6个，一个亚层填充的电子数为4l+2。

具有角量子数0、1、2、3的轨道分别叫做s轨道、p轨道、d轨道、f轨道。之后的轨道名称，按字母顺序排列，如l=4时叫g轨道。

排布的规则
电子的排布遵循以下三个规则：

能量最低原理
整个体系的能量越低越好。一般来说，新填入的电子都是填在能量最低的空轨道上的。

Hund规则
电子尽可能的占据不同轨道，自旋方向相同。

Pauli不相容原理
在同一体系中，没有两个电子的四个量子数是完全相同的。

同一亚层中的各个轨道是简并的，所以电子一般都是先填满能量较低的亚层，再填能量稍高一点的亚层。各亚层之间有能级交错现象：

1s
2s 2p
3s 3p
4s 3d 4p
5s 4d 5p
6s 4f 5d 6p
7s 5f 6d 7p
8s 5g 6f 7d 8p
...

有几个原子的排布不完全遵守上面的规则，如：

Cr：[ Ar ]3d54s1
这是因为同一亚层中，全充满、半充满、全空的状态是最稳定的。这种方式的整体能量比3d44s2要低，因为所有亚层均处于稳定状态。

排布示例
以铬为例：

铬原子核外有24个电子，可以填满1s至4s所有的轨道，还剩余4个填入3d轨道：
1s22s22p63s23p64s23d4
由于半充满更稳定，排布发生变化：
1s22s22p63s23p64s13d5
除了6个价电子之外，其余的电子一般不发生化学反应，于是简写为：
[Ar]4s13d5
这里，具有氩的电子构型的那18个电子称为“原子实”。一般把主量子数小的写在前面：
[Ar]3d54s1

电子构型对性质的影响
主页面：元素周期律

电子的排布情况，即电子构型，是元素性质的决定性因素。

为了达到全充满、半充满、全空的稳定状态，不同的原子选择不同的方式。具有同样价电子构型的原子，理论上得或失电子的趋势是相同的，这就是同一族元素性质相近的原因；同一族元素中，由于周期越高，价电子的能量就越高，就越容易失去。

元素周期表中的区块是根据价电子构型的显著区别划分的。不同区的元素性质差别同样显著：如s区元素只能形成简单的离子，而d区的过渡金属可以形成配合物。

化学老师讲的你都没听懂，干吗还要问量子力学的问题？ 电子在原子核外的运动，不能简单地理解为行星围绕太阳运动，电子在原子核外不能取任意位置，只能在一些特定的轨道上，这些轨道叫不同的能级，电子处于什么轨道就有相应的能量。 这些轨道是有不同层次的，每个层又有若干个亚层。不过层次是认为划分的，真正决定原子是容易失去电子或容易得到电子的，是某个轨道上电子的能量，能量越高的电子越容易失去。能量越低的轨道则越容易得到电子。

这问题好吓人哟…… 不过楼上的回答了你的补充问题，回答得很好。 但是，量子力学中的核外电子运动方式比那个还要复杂一些，化学课上说的是根据玻尔的氢原子模型推导出来的东西，也就是说是经典量子力学（旧量子力学）的内容。 当你学了量子物理，真正能够计算薛定谔方程的时候，当然，这起码得硕士水平了……给定一个条件，你就能够解出电子的波函数，然后它的运动你就能够明白清楚了。。 不过作为非物理学专业的本科以下的学历，了解了n，l，m(l)，m(s)就足够了……

无规则