Таким образом, состояние электрона в атоме характеризуется четырьмя квантовыми числами:
1) главный n = 1,2,3 ... (Любое целое);
2) азимутальная l = 0,1,2, ..., n-1 - всего n значений;
3) магнитное ml = - l, ..., 0, ... + l - всего 2l +1 значений;
4) спиновое ms = ± 1/2 всего два значения.
Энергия состояния в основном определяется квантовыми числами n и l. Кроме того, имеет место слабая зависимость от ml и ms. Заселение энергетических равной, т.е. распределение электронов по состояниям с различными значениями энергии, подчиняется двум принципам.
1. Принцип Паули. В одном и том же атоме не может быть двух электронов, имеющих одинаковую совокупность четырех квантовых чисел n, l, ml, ms.
2. Принцип минимума энергии: в невозбужденном состоянии атома электроны должны располагаться на самых легкодоступных для них энергетических уровнях. аведено заселенность энергетических уровней лития (Z = 5) в невозбужденном состоянии (т.е. с минимумом энергии).
Такое состояние атома называется основного состояния. Уровни решены (т.е. отличаются) за квантовыми числами n, l, ml. Тогда на каждом уровне (т.е. в состоянии с заданной энергией) находится по два электрона с противоположно ориентированными спинами, поскольку спиновое квантовое число может иметь только два значения ms = ± 1/2. Совокупность электронов атома, имеющих одинаковые квантовые числа n и l, образует оболочку. Число электронов в оболочке Nоб = 2 (2l +1). Совокупность оболочек с одинаковыми главными квантовыми числами n образует слой. Число электронов в слое Nш = 2n2.
Распределение электронов по оболочках и слоях приведены в табици. Видно, что элементы с зарядовой числом Z = 2 (Не) и Z = 10 (Ne) должны полностью заполнении слоя (К-слой для не; K и L - слои для Ne). Поэтому их химические свойства сходны и оба они относятся к одной группе периодической системы (группе инертных газов). Элементы с зарядовой числом Z = 3 (Li) имеет полностью заполнен К-слой и один электрон в 2s состоянии. Элемент с Z = 11 (Na) имеет полностью заполнены K и L слоя и один электрон в 3s состоянии. Электрон 2s для Li и 3s для Na связаны с ядром слабее других и валентными. В связи с этим химические свойства Na и Li подобные, и они находятся в одной группе периодической системы элементов.