能量最低原理

<font>自然界一个普遍的规律是“能量越低越稳定”。原子中的电子也是如此。在不违反保里原理的条件下，电子优先占据能量较低的原子轨道，使整个原子体系能量处于最低，这样的状态是原子的基态。</font>

<font>原子轨道能量的高低</font> <font>(</font> <font>也称能级</font> <font>)</font> <font>主要由主量子数</font> <font>n</font> <font>和角量子数</font> <font>l</font> <font>决定。当</font> <font>l</font> <font>相同时，</font> <font>n</font> <font>越大，原子轨道能量</font> <font>E</font> <font>越高，例如</font> <font>E</font> _{<font>1s</font>} <font>＜</font> <font>E</font> _{<font>2s</font>} <font>＜</font> <font>E</font> _{<font>3s</font>} <font>；</font> <font>E</font> _{<font>2p</font>} <font>＜</font> <font>E</font> _{<font>3p</font>} <font>＜</font> <font>E</font> _{<font>4p</font>} <font>。当</font> <font>n</font> <font>相同时，</font> <font>l</font> <font>越大，能级也越高，如</font> <font>E</font> _{<font>3s</font>} <font>＜</font> <font>E</font> _{<font>3p</font>} <font>＜</font> <font>E</font> _{<font>3d</font>} <font>。当</font> <font>n</font> <font>和</font> <font>l</font> <font>都不同时，情况比较复杂，必须同时考虑原子核对电子的吸引及电子之间的相互排斥力。由于其他电子的存在往往减弱了原子核对外层电子的吸引力，从而使多电子原子的能级产生交错现象，如</font> <font>E</font> _{<font>4s</font>} <font>＜</font> <font>E</font> _{<font>3d</font>} <font>，</font> <font>E</font> _{<font>5s</font>} <font>＜</font> <font>E</font> _{<font>4d</font>} <font>。</font> <font>Pauling</font> <font>根据光谱实验数据以及理论计算结果，提出了多电子原子轨道的近似能级图</font> <font>。用小圆圈代表原子轨道，按能量高低顺序排列起来，将轨道能量相近的放在同一个方框中组成一个能级组，共有</font> <font>7</font> <font>个能级组。电子可按这种能级图从低至高顺序填入。</font>