首先要明白一個軌道能級的概念。電子在圍繞核放置時，其能量是固定的，按能量級大小分別可以分為S、P、D、F四個能級。其中第一層最多有兩個電子，即只有一個S軌道；第二、三層最多有8個電子，包含一個S軌道和一個P軌道；第四層最多的18個電子，包含一個S、一個P、一個D軌道；依次類推，目前已知的原子中電子最多的一層包含32個電子，包含SPDF軌道各一個。 在各軌道中，S軌道包含一個軌道，最多可有兩個自旋方向相反的電子，當軌道電子為零空或滿時處于穩定狀態，即類似氫離子和氦原子的狀態。P軌道包含三個軌道，最多可容納6個電子,當三個軌道為全空、全満時為穩定狀態，當三個軌道各只有一個電子時，由于電子自旋方向相同時，也處于一種穩定狀態，稱為亞穩定狀態；D軌道有五個軌道，最多容納10個電子，穩定狀態理由同上；F軌道有7個軌道，最多容納14個電子，穩定狀態理由也同上。 當原子失去電子時，它首先失去的是外層的電子，當電子由高層軌道向低層軌道轉移時，稱為“躍遷”，此時多余的能量將被釋放出，這就是化學反映中發光、發熱的原因。同理，當電子吸收了外界能量，使其軌道由低層次向高層次轉移時，稱為“激發”，處于激發態的電子很不穩定，很快便會向低軌道（正常軌道）“躍遷”，同時放出恒定的能量，如果是發光，同發出的是單純的色光，即“激光”。 既然知道了”軌道”想理解電子的填充并不難，但是要理解，”軌道”只是個概念，并不是真實存在的東西這一點很重要 處于穩定狀態的原子，核外電子將盡可能地按能量最低原理排布，另外，由于電子不可能都擠在一起，它們還要遵守保里不相容原理和洪特規則，一般而言，在這三條規則的指導下，可以推導出元素原子的核外電子排布情況，在中學階段要求的前36號元素里，沒有例外的情況發生。 1最低能量原理 電子在原子核外排布時，要盡可能使電子的能量最低。怎樣才能使電子的能量最低呢？比方說，我們站在地面上，不會覺得有什么危險；如果我們站在20層樓的頂上，再往下看時我們心理感到害怕。這是因為物體在越高處具有的勢能越高，物體總有從高處往低處的一種趨勢，就像自由落體一樣，我們從來沒有見過物體會自動從地面上升到空中，物體要從地面到空中，必須要有外加力的作用。電子本身就是一種物質，也具有同樣的性質，即它在一般情況下總想處于一種較為安全（或穩定）的一種狀態（基態），也就是能量最低時的狀態。當有外加作用時，電子也是可以吸收能量到能量較高的狀態（激發態），但是它總有時時刻刻想回到基態的趨勢。一般來說，離核較近的電子具有較低的能量，隨著電子層數的增加，電子的能量越來越大；同一層中，各亞層的能量是按s、p、d、f的次序增高的。這兩種作用的總結果可以得出電子在原子核外排布時遵守下列次序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p 2保里不相容原理 我們已經知道，一個電子的運動狀態要從4個方面來進行描述，即它所處的電子層、電子亞層、電子云的伸展方向以及電子的自旋方向。在同一個原子中沒有也不可能有運動狀態完全相同的兩個電子存在，這就是保里不相容原理所告訴大家的。根據這個規則，如果兩個電子處于同一軌道，那么，這兩個電子的自旋方向必定相反。也就是說，每一個軌道中只能容納兩個自旋方向相反的電子。這一點好像我們坐電梯，每個人相當于一個電子，每一個電梯相當于一個軌道，假設電梯足夠小，每一個電梯最多只能同時供兩個人乘坐，而且乘坐時必須一個人頭朝上，另一個人倒立著（為了充分利用空間）。根據保里不相容原理，我們得知：s亞層只有1個軌道，可以容納兩個自旋相反的電子；p亞層有3個軌道，總共可以容納6個電子；f亞層有5個軌道，總共可以容納10個電子。我們還得知：第一電子層（K層）中只有1s亞層，最多容納兩個電子；第二電子層（L層）中包括2s和2p兩個亞層，總共可以容納8個電子；第3電子層（M層）中包括3s、3p、3d三個亞層，總共可以容納18個電子第n層總共可以容納2n2個電子。 3洪特規則 從光譜實驗結果總結出來的洪特規則有兩方面的含義：一是電子在原子核外排布時，將盡可能分占不同的軌道，且自旋平行；洪特規則的第二個含義是對于同一個電子亞層，當電子排布處于 全滿（s2、p6、d10、f14） 半滿（s1、p3、d5、f7） 全空（s0、p0、d0、f0）時比較穩定。這類似于我們坐電梯的情況中，要么電梯是空的，要么電梯里都有一個人，要么電梯里都擠滿了兩個人，大家都覺得比較均等，誰也不抱怨誰；如果有的電梯里擠滿了兩個人，而有的電梯里只有一個人，或有的電梯里有一個人，而有的電梯里沒有人，則必然有人產生抱怨情緒，我們稱之為不穩定狀態。 二、核外電子排布的方法 對于某元素原子的核外電子排布情況，先確定該原子的核外電子數（即原子序數、質子數、核電荷數），如24號元素鉻，其原子核外總共有24個電子，然后將這24個電子從能量最低的1s亞層依次往能量較高的亞層上排布，只有前面的亞層填滿后，才去填充后面的亞層，每一個亞層上最多能夠排布的電子數為：s亞層2個，p亞層6個，d亞層10個，f亞層14個。最外層電子到底怎樣排布，還要參考洪特規則，如24號元素鉻的24個核外電子依次排列為 1s22s22p63s23p64s23