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主量子数
主量子数是描述电子在原子核外运动状态的4个量子数之一，习惯用符号n表示。主量子数是决定轨道（或电子）能量的主要量子数。在周期表中有些元素会发生轨道能量“倒置”现象。此外，根据n的大小可以预测轨道的径向分布情况：即当n、l确定后，轨道应有（n-l）个径向极值和（n-l-1）个径向节面（节面上电子云密度为O）。
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电子
电子（electron）是一种轻的、稳定的、基本粒子，它是构成原子一的基本要素，构成原子轨道。“轨道”运动可由轨道的主量子数n、角量子数1和磁量子数m来标记，自旋运动由自旋磁量子数ms来标记。通过|Ψ|2的大小来表征电子在空间某点（x，y，z）单位体积内出现的几率，并用电子云这个名词来形象化地描述这种几率分布。
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原子核外电子排布
当原子处在基态时，原子核外电子的排布遵循三个原则：(1)泡利不相容原理——一个原子轨道最多只能容纳两个电子，并且自旋方向相反。当没有d电子填充时（例如第四周期K，有E3d=-0.64eV，而E4s=-4.00eV）E3d＞E4s，发生了能级“倒置”现象，其他第五、六、七周期也有类似情况。其中n是主量子数，l是角量子数。
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电离能
元素基态的气态原子失去1个电子而变成气态1价阳离子，这时要吸收的能量叫做元素的第一电离能（I1），通常叫做电离能，又叫电离势。用X射线作为激发光源照射到样品上，使元素原子中某个“轨道”上的电子突然受光激发，这时原子中其他电子的运动按理都要发生变化。用元素的I1可以衡量元素金属性的强弱。
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能量最低原理
能量最低原理自然界一个普遍的规律是“能量越低越稳定”。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。原子轨道能量的高低(也称能级)主要由主量子数n和角量子数l决定。Pauling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。