電子秩佈

原子軌域及分子軌域圖

玻耳圖。所示者鋰原子也

凡原子之成，必有居中者曰核，有周流者曰電子。電子每佈，必循軌域，秩然有次，疇人謂之電子秩佈（英文曰electron configuration，通作「電子組態」「電子排佈」）。

要旨

凡言秩佈，其要有二：一曰電子循軌而動，二曰各軌自有定域。然電子未能獨行，其所處之位，皆為均勢場（average field）所攝。以數理明之，則有斯萊特行列式、秩佈態函數諸法。若循量子力學之旨，皆有能階繫焉。若得其時，電子或吸光子而陟，或發光子而降，由是自一能階，遷乎他階，秩佈之道，因之以易。

層次

電子秩佈之說，濫觴於玻耳。玻氏創「殼層」、「亞層」諸名，洎乎後世，雖窺電子之性益深，而此名沿用及今弗易。

殼層云者，主量子數相同諸態（allowed states）之總匯也。於秩佈記法內，n為正數，居乎軌域字母前。第n殼之容電子，其數為2n²。所以平方者，蓋因電子自旋，一軌域可受二枚耳。

亞層云者，同殼之中，角量子數相同諸態之總匯也。如l=0,1,2,3，則因光譜之徵，以s、p、d、f四字名之。各亞層受電子之數，以2(2l+1)枚為最。此數悉本乎量子力學方程，尤以泡利不相容原理爲綱。其理曰：同一原子之中，斷無二電子之四量子數悉同也。

表記

今記秩佈之法，多以字母列軌域，右上繫數，以明受電子之數。若氫書以1s¹，鋰書以1s² 2s¹，磷書以1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³。試以氖析之，書曰1s² 2s² 2p⁶，蓋s、p諸亞層，分受電子二、二、六，秩然不紊。

字母s、p、d、f之名，本乎譜線之分類：曰「鋭」（sharp）、曰「主」（principal）、曰「漫」（diffuse）、曰「基」（fundamental）。四者依次以l = 0,1,2,3 配。f之後，續以g、h、i，然此等軌域，世罕用之。

原子序居高者，表記可簡省一二。取前週期貴氣之秩佈爲基，益以價層電子足矣。若磷書 [Ne] 3s² 3p³，[Ne] 者，代 1s² 2s² 2p⁶ 也。如是外層電子彰焉，化理之性，多繫於斯。

建構

原子之序既增，電子之入，必循能階高下，按序而進，凡新入之電子，必先居諸空軌之最下者。此所謂建構原理也。又有洪德定則曰：電子所居，務求其軌各異，自旋同向，如是則原子之能極下。復有能級交錯（energy level crossing）之象，蓋軌域之能，有不盡以層數高下為序者；層高者反居下，層低者反居上，謂之能級交錯。由此諸端，方得序云：

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

今人所知元素，數凡百又十八，常態大率準此。間有逸出常軌者，其理奧賾，茲不具論。

週期

元素週期表之制，與電子之佈，相為表裏。凡一族之元素，其外層秩佈，率多相類，故化學之性亦近。表中分四區，曰s、p、d、f，與亞層所容電子之數相應：s區二，p區六，d區十，f區十四。獨氦雖隸s區，然以其外殼完滿，性同貴氣，故常置之p區，此殊例也。

應用

曉電子之秩佈，為用也廣。可以闡元素週期之律，可以明物質鍵結之理，可以推分子構形之制。至若塊材（bulk materials），雷射、半導體諸般，亦莫不由此得其解。