Question

为什么原子只有一个核电荷数？

Answer 1

核外电子的运动状态实际指的是电子的能量。 处于不同轨道的电子有不同的能量。

这里空间运动状态指的是，将电子看成一个质点(高中物理的概念)，探究该质点的运动。直观表现就是电子云密度分布，或者轨道波函数。同一轨道中可以填入2个电子，即2个电子拥有相同的空间运动状态。

但是电子并不是质点，它除了会在空间中运动，还会绕质心自旋，同处一个轨道的两个电子一定自旋相反，所以同一个原子核中任意两电子的运动状态不同。

处于稳定状态（基态）的原子，核外电子将尽可能地按能量最低原理排布，另外，由于电子不可能都挤在一起，它们还要遵守最低能量原理，泡利不相容原理和洪特规则。

一般而言，在这三条规则的指导下，可以推导出元素原子的核外电子排布情况，在中学阶段要求的前36号元素里，没有例外的情况发生。

在原子里，原子核位于整个原子的中心，电子在核外绕核作高速运动，因为电子在离核不同的区域中运动，我们可以看作电子是在核外分层排布的。按核外电子排布的3条原则将所有原子的核外电子排布在该原子核的周围。

发现核外电子排布遵守下列规律：原子核外的电子尽可能分布在能量较低的电子层上（离核较近）；若电子层数是n，这层的电子数目最多是2*（n^2）个；无论是第几层，如果作为最外电子层时，那么这层的电子数不能超过8个，如果作为倒数第二层（次外层）。

那么这层的电子数便不能超过18个。这一结果决定了元素原子核外电子排布的周期性变化规律，按最外层电子排布相同进行归类，将周期表中同一列的元素划分为一族；按核外电子排布的周期性变化来进行划分周期 。