什么是电子排布？
电子排布是原子中每个电子的地址清单——在哪个壳层、哪个亚层、哪个轨道。原子中的电子不是过客：化学几乎全部是最外层电子寻找更低能量排布的故事，所以学会电子在哪里，就是学会周期表为什么长成那个形状、钠为什么只成一个键而碳成四个、铁为什么有磁性。这个数法从外向内：中性原子恰好有 Z 个电子，仅凭 Z 就能确定整张清单。
要记住的一条规则：电子占据可用的能量最低排布，同时受两条限制——每个轨道最多容纳 2 个自旋相反的电子（Pauli），等能轨道先单占后配对（Hund）。
壳层、亚层、轨道
壳层是标记为 n = 1, 2, 3... 的能级；每个壳层容纳标记为 s、p、d、f 的亚层；每个亚层由轨道组成——电子最可能出现的位置。轨道不是一条固定跑道：它是一团概率云，s 为球形，p 为哑铃形，大多数 d 轨道为四叶形（上方“形状”面板可渲染它们）。容量迅速叠加：
| 亚层 | 轨道数 | 电子数 | 量子数 l |
|---|
| s | 1 | 2 | 0 |
| p | 3 | 6 | 1 |
| d | 5 | 10 | 2 |
| f | 7 | 14 | 3 |
四个量子数给每个电子一个唯一地址：n（壳层）、l（亚层）、ml（哪个轨道，从 −l 到 +l）、ms（自旋，±½）。Pauli 不相容原理说白了就是：原子中没有两个电子共享全部四个量子数。
填充顺序及其意外
Aufbau 顺序 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d... 不是壳层的递减数——第一个 3d 轨道的能量高于 4s，所以钾 (Z=19) 和钙 (20) 先填 4s 再进入 3d 区。铁 (Z=26) 落在 [Ar]4s²3d&sup6;，有四个未成对电子，这正是它强顺磁性的原因——本页一键即可算出。随后约二十个元素“违反”预测：铬取 [Ar]4s¹3d⁵，铜取 [Ar]4s¹3d¹⁰，用一个 4s 电子换取半满或全满的 d 亚层，两者都异常稳定。电离把戏反过来：4s 电子先离开，所以 Fe²⁺ 是 [Ar]3d⁶。周期表的形状就是把这个顺序放大画出：每个区是一个正在填满的亚层，化学之所以周期重复，是因为价层排布周期重复。
价层 vs. 内层
内层电子（埋在 [Ar] 之类的稀有气体简写里的壳层）只是看客；价电子——最外层 s 和 p（加上部分填充的 d）中的电子——承担全部成键。主族元素的族数就是价电子数：Na 是 1，Mg 是 2，……Cl 是 7。这就是排布面板的简写记法重要的原因：[Ar]4s²3d⁶ 一眼告诉你铁的化学发生在那个 3d 壳层。未成对的价电子还决定磁性的判决：任何未成对电子（铁有 4 个）都使原子顺磁、被磁场吸引；像 Zn（[Ar]3d104s2）这样全部配对的原子是抗磁性的、被微弱排斥。
常见误区
- 电子像行星一样绕核旋转。轨道是一团概率云——电子有 90% 概率出现的边界——所谓“运动”只是说这团云在时间上不是静止的。
- 4s 先填充，所以最后电离。3d 电子一到位就把 4s 的能量推高，阳离子先失去 4s 电子（Fe²⁺、Cu⁺）。
- 满亚层导致顺磁性。恰恰相反：全满意味着每个电子都配对了，因此是抗磁性——Zn（[Ar]3d104s2）是抗磁的，而气态铜原子保留未配对的 4s1 电子是顺磁的，正如本页铜示例所报告的。
- 半满壳层对谁都有效。稳定性加成只适用于等能轨道（比如五个 3d）；s、p、d、f 总是按同样三条规则填充——不存在每个元素单独的“量子规则”。
相关工具：元素周期表（看填充顺序划出的分区）、化学键与 VSEPR（价电子构建了什么）以及 核化学（Z 所数的原子核）。
