什麼是電子排布？
電子排布是原子中每個電子的地址清單——在哪個殼層、哪個亞層、哪個軌道。原子中的電子不是過客：化學幾乎全部是最外層電子尋找更低能量排布的故事，所以學會電子在哪裡，就是學會週期表為什麼長成那個形狀、鈉為什麼只成一個鍵而碳成四個、鐵為什麼有磁性。這個數法從外向內：中性原子恰好有 Z 個電子，僅憑 Z 就能確定整張清單。
要記住的一條規則：電子佔據可用的能量最低排布，同時受兩條限制——每個軌道最多容納 2 個自旋相反的電子（Pauli），等能軌道先單佔後配對（Hund）。
殼層、亞層、軌道
殼層是標記為 n = 1, 2, 3... 的能級；每個殼層容納標記為 s、p、d、f 的亞層；每個亞層由軌道組成——電子最可能出現的位置。軌道不是一條固定跑道：它是一團機率雲，s 為球形，p 為啞鈴形，大多數 d 軌道為四葉形（上方“形狀”面板可渲染它們）。容量迅速疊加：
| 亞層 | 軌道數 | 電子數 | 量子數 l |
|---|
| s | 1 | 2 | 0 |
| p | 3 | 6 | 1 |
| d | 5 | 10 | 2 |
| f | 7 | 14 | 3 |
四個量子數給每個電子一個唯一地址：n（殼層）、l（亞層）、ml（哪個軌道，從 −l 到 +l）、ms（自旋，±½）。Pauli 不相容原理說白了就是：原子中沒有兩個電子共享全部四個量子數。
填充順序及其意外
Aufbau 順序 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d... 不是殼層的遞減數——第一個 3d 軌道的能量高於 4s，所以鉀 (Z=19) 和鈣 (20) 先填 4s 再進入 3d 區。鐵 (Z=26) 落在 [Ar]4s²3d&sup6;，有四個未成對電子，這正是它強順磁性的原因——本頁一鍵即可算出。隨後約二十個元素“違反”預測：鉻取 [Ar]4s¹3d⁵，銅取 [Ar]4s¹3d¹⁰，用一個 4s 電子換取半滿或全滿的 d 亞層，兩者都異常穩定。電離把戲反過來：4s 電子先離開，所以 Fe²⁺ 是 [Ar]3d⁶。週期表的形狀就是把這個順序放大畫出：每個區是一個正在填滿的亞層，化學之所以週期重複，是因為價層排布週期重複。
價層 vs. 內層
內層電子（埋在 [Ar] 之類的稀有氣體簡寫裡的殼層）只是看客；價電子——最外層 s 和 p（加上部分填充的 d）中的電子——承擔全部成鍵。主族元素的族數就是價電子數：Na 是 1，Mg 是 2，……Cl 是 7。這就是排布面板的簡寫記法重要的原因：[Ar]4s²3d⁶ 一眼告訴你鐵的化學發生在那個 3d 殼層。未成對的價電子還決定磁性的判決：任何未成對電子（鐵有 4 個）都使原子順磁、被磁場吸引；像 Zn（[Ar]3d104s2）這樣全部配對的原子是抗磁性的、被微弱排斥。
常見誤區
- 電子像行星一樣繞核旋轉。軌道是一團機率雲——電子有 90% 機率出現的邊界——所謂“運動”只是說這團雲在時間上不是靜止的。
- 4s 先填充，所以最後電離。3d 電子一到位就把 4s 的能量推高，陽離子先失去 4s 電子（Fe²⁺、Cu⁺）。
- 滿亞層導致順磁性。恰恰相反：全滿意味著每個電子都配對了，因此是抗磁性——Zn（[Ar]3d104s2）是抗磁的，而氣態銅原子保留未配對的 4s1 電子是順磁的，正如本頁銅示例所報告的。
- 半滿殼層對誰都有效。穩定性加成只適用於等能軌道（比如五個 3d）；s、p、d、f 總是按同樣三條規則填充——不存在每個元素單獨的“量子規則”。
相關工具：元素週期表（看填充順序劃出的分割槽）、化學鍵與 VSEPR（價電子構建了什麼）以及 核化學（Z 所數的原子核）。
