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     原子是由原子核和核外電子組成的.原子核外電子的總數(shù)正好和核所帶的正電荷數(shù)(也就是核內(nèi)質(zhì)子的總數(shù))相等,因而整個原子不顯電性.那么原子核外的電子是在繞核迅速運轉(zhuǎn)著的，為什么外電子能夠繞迅速運袋呢?這是因為電子都具有一定的能量.如果電子的量較小,它只能在離核較近的地方運轉(zhuǎn)，如果電子的能量較大,它就能在離核較遠的地方運轉(zhuǎn)。在含有較多電子的原子里,常有一些電子的能量較低,另一些電子的能量較高,它們分別在離核遠近不同的地方繞核迅速運轉(zhuǎn),下面我們把幾種簡單原子的核外電子運轉(zhuǎn)情況,根據(jù)核內(nèi)質(zhì)子數(shù)的順序,扼要介紹如下:

     最簡單的是氫原子,原子核內(nèi)只有1個質(zhì)子(即1個單位的核電荷),核外也只有1個電子.在一般情況下,這個電子的能量小,它在離核較近的地方繞核運轉(zhuǎn),我們一般用圖36(4)來描述氫原子的結(jié)構。

     其次是氮原子,它的原子核內(nèi)有2個質(zhì)子,核外有2個電子,這2個電子的能量大致相同,它們以差不多相同的距離繞核運轉(zhuǎn),我們們說這2個電子是在同一個電子層(叫做第一電子層)上,一般用圖3·6(り)來描述氫原子的結(jié)構.

     按著原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)(亦就是核電荷數(shù))遞增的順序,第3個元素是,它的原子核內(nèi)有3個質(zhì)子,核外相應也有3個電子,其中2個電子和前述的氦相似,它們的能量大致相同,在同一個電子層(第一電子層)上.另1個電子的能量較高,它在離核遠的地方繞核運轉(zhuǎn),我們說這個電子是在第二電子層上.悝原子結(jié)構的示意圖如圖3·6()所示。

     第4個元素做以及后面的第5、第6、第7第8、第9和第10個元素(哪、碳、氮、氧、氯和氖),就是它們原子核內(nèi)分別有4個、5個、6個、7個、8個、9個和10個質(zhì)子,核外相應也有同數(shù)的電子,它們都和鋰相似，除其中2個電子的能量較低，是在第一電子層上外,其余電子的能量較高,都在第二電子層上.因此這些元素的原子的第二電子層上,分別有2~8個電子。

     第11個元素是鈉,原子核內(nèi)有11個質(zhì)子,核外相應有11個電子:其中2個電子的能量較低,在第一電子層上;另外8個電子能量較高,在第二電子層上;最后一個電子的能量更高,它在離核更遠的地方運轉(zhuǎn).亦就是這個電子是在第三電子層上.鈉原子結(jié)構的示意圖如圖3·7所示。

     從第]2個元素鎂,以下是鋁、硅、磷、硫、氯到第18個元素,和前述的鈉相似,它們都有3個電子層.第一電子層上有2個電子,第二電子層上有8個電子,第三電子層上有2個到8個電子。

     從第19個元素鉀開始,原子核外又有了一個新的電子層,即第四電子層由此可以看出,原子核外的電子是分成若干個電子層排布的.原子核外電子分層排布的理論,是丹麥科學家波爾首先提出來的,它相當成功地解釋了許多實驗事實。

     從最簡單元素氫到第19個元素鉀,原子核外電子分層排布的情況,可以用圖3·8來表示。

     應該指出,原子核外電子的真實運動狀況極其復雜,上面的這些示意圖是大大簡化了的,它只是表示了各個也子層上排布的電子數(shù),以及它們能量的相對大小和運轉(zhuǎn)范圍離核的相對遠近罷了。

     在原子核外各電子層上最多可以容鈉電子的數(shù)目是有定限制的,它可以用一個公式2N2來表示,公式里的N代表電子層數(shù).從這個公式可以算出,第一電子層(n=1)最多可以容納2×1*2=2個電子;第二電子層(N=2)最多可以容納2×2*2=8個電子;第三電子層(N=3)最多可以容2×3*2=18個電子,等等,但是,任何原子的最外電子層(不論它是第幾層)上最多不能超過8個電子.

     如果電子層上排布的電子數(shù)目日,已經(jīng)達到了它可以容納的最多電子數(shù)數(shù),我們稱它為飽和層;反之,如果還沒有達到可以容納的最多電子數(shù),我們稱它為不飽和層。

     凡是最外電子層具有飽和層結(jié)構的元素,它們的化學質(zhì)都非常穩(wěn)定,一般不能參加任何化學反應.例如我們在第一冊(§2·1)里講過的惰性氣體一一氫、氖、氬、氪、氙、氡等,它們的最外電子層都是飽和層.氦最外層(亦就是第一電子層)有2個電子,氖、氬、氪、氙、氡最外層都有8個電子圖3·9。

    如果最外電子層是不飽和層,這些元素的化學性質(zhì)就比較活潑.通過多種多樣的化學反應,相同的或者不相同的原子可以結(jié)合成各種不同的分子.關于這個問題,我們將在下一節(jié)里詳細討論。