能级和能层是什么

能级和能层是描述原子中电子能量状态的物理概念。能层表示电子离原子核的远近，分为K、L、M、N等层，每层容纳的电子数遵循2n²规律。能级则表示电子在特定能层中的能量细分，s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，d能级有5个轨道，f能级有7个轨道。氢原子中同一能层的电子能量相同，但多电子原子中能级交错现象明显，如4s能级能量低于3d能级。

电子排布遵循能量最低原理，先填满低能级再填充高能级。每个轨道最多容纳2个自旋相反的电子。能级差决定了原子光谱线位置，不同元素特征光谱源于电子在不同能级间的跃迁。量子数n、l、m、ms共同确定电子状态，泡利不相容原理限制同一原子中电子量子数组合。元素周期表结构直接反映能级填充顺序，解释了元素性质的周期性变化规律。