在这里， 用最简单的方式介绍原子的壳层结构，并解释元素周期表如何根据壳层结构分出每个周期． 在玻尔原子模型 中， 原子轨道如图 1 ． 

 

图 1：电子轨道

　　 现在要把电子放到这些轨道上面来，使电子的总能量最小． 这种状态叫做原子的基态． 理想的状态是，所有电子都在最小的一圈轨道上，但是由于每条轨道只能容纳一定数目的电子，另一些电子不得不进入其他轨道．
　　 为了解释每条轨道能容纳多少电子，把每个轨道的 “空位” 用一行格子描述． 当一行格子被电子填满时，该轨道就不能容纳更多电子了．

 

图 2：用格子描述电子轨道

　　 给不同的格子命名： 从半径最小的轨道开始，用数字 1，2，3 等依次命名每条轨道，这些数字也叫主量子数，用 n 来表示． 在上图中，每条轨道从第一列开始依次用 S,P,D,F... 命名，每一列有相同的角量子数，用 l 来表示． S,P,D,F\dots 的角量子数依次是 l = 0,1,2,3\dots． 把行标和列标组合起来， 就能得到任意一个格子的名称，例如第三行第二列的格子叫做 3P． 对于主量子数为 n 的行，角量子数从 0 增加到 n-1，也就是说第 n 行有 n 个格子．
　　 接下来，每个格子又能装不同数目的电子，任意一格能装的电子数等于 2(2l + 1)． 这是因为，对于角量子数为 l 的格子，还存在另一个参数 m，叫磁量子数． 对于特定的角量子数 l，m 可以取 - l, - l + 1...0,...l - 1,l 等 2l + 1 个不同的值． 所以每个格子又可以根据不同的 m 细分成 2l+1 个小格子． 最后， 每一个小格子里面能装两个电子． 总共算下来，第 n 行刚好可以装 2n^2 个电子（见图 3 ）．
　　 到此为止， 每条轨道承载电子的数目已经解释清楚了， 但是应该如何把电子往格子里面放呢？ 为了使电子总能量最小，对于氢原子（1 个核外电子）， 显然电子应该放在 1S 格子里， 氦原子（2 个核外电子）可以把两个电子都放在 1S 格子里， 从而把 n=1 的轨道填满， 这就是第一周期的两个原子的电子分布． 对于锂原子（3 个核外电子）可以在氦原子的基础上往 2S 格子里放一个电子． 但奇怪的是， 填电子的顺序并不是从下到上从左到右， 而是如下图中的箭头所示， 即按照 1S, 2S, 2P, 3S, 3P, 4S, 3D, 4P, 5S\dots 的顺序来填上图的格子． 格子内的数字表示每格能装下的电子数， 即 2(2l + 1)．

 

图 3：轨道的填充顺序

元素周期表的排序
　　 要判断某个原子所在的周期， 就先根据原子序号找出上图中所有装有电子的格子， 其中 n 最大的格子就是该元素所在的周期． 例如 30 号元素， 可以按照上图绿色线条的顺序占满 1S, 2S, 2P, 3S, 3P, 4S, 3D （这些格子能容纳的总电子数刚好是 30）． 其中 4S 的主量子数最大，n=4， 所以 30 号元素在第四周期． 按照这个规律， 把上图按照周期分类如下．

 

图 4：划分周期

 

1，元素周期表

（1）俄国化学家门捷列夫发现了元素周期表

（2）原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数

（3）七个横行，即七个周期

同一横行的原子核外电子层数相同，最外层电子数从左到右依次（1——8）增多

（4）18个纵列，16个族，其中8，9，10三个纵列共同组成一个族

同一纵列的原子最外层电子数相同，由上到下电子层数（1——7）依次增大

（5）在周期表中，元素名称在中间位置，元素名称左上角数字代表原子序数，右上角是元素符号，下方是相对原子质量

2，微粒结构示意图

（1）原子结构示意图

体现了质子数，电子层及各层上的电子数，特别是最外层电子数

非金属元素的原子，最外层电子数大于4，易得电子，形成阴离子

金属元素的原子，最外层电子数小于4，易失电子，形成阳离子

稀有气体元素，最外层电子数等于8（氦是2），稳定结构

（2）离子结构示意图

体现质子数，电子层及各层上的电子数

质子数肯定不等于核外电子数