元素周期表的本质，就是体现“元素性质的周期性变化”。那么元素的性质为什么会呈现出周期性的变化呢？其实，这个问题背后隐藏着一套美妙到叫人窒息的理论。

       其实决定电子轨道的变量只有3个：主量子数n、角量子数l、磁量子数m。

       原则1    主量子数n＝1、2、3……

       主量子数n是最基本的变量，它决定了电子轨道的大体能量。n只能是1、2、3这样的自然数（正整数）。简单来说，n＝1代表最内侧的电子层，n＝2代表比第一层稍远的电子层，n＝3代表比第二层更远的电子层，以此类推。当主量子数增加时，原子的外层电子将处于更高的能量值。

       原则2    角量子数l＝0～n－1

       角量子数只能取小于n的非负整数。它决定了电子轨道的形状。

       原则3    磁量子数m＝－l～＋l

       磁量子数m也只能取整数，而且这个数字的绝对值必须小于角量子数l。它决定了电子轨道的伸展方向。

       原则4    每个轨道最多容纳2个电子

       这条原则也很重要，每个轨道的电子数量上限是2。

       世界上有一百多种元素，而它们的电子轨道都是由主量子数n、角量子数l、磁量子数m这三个量子化参数决定的。大家不觉得这个世界分外简单，也分外美妙和谐吗？

       而元素周期表就用一张简简单单的图表完美诠释了这四项有些费脑的原则。从这个角度看，周期表着实是一部浓缩了精华的伟大作品。

       光看文字，大家可能会觉得晕头转向。别担心，只要把具体的数字填进去，就很好理解了。

       主量子数n＝1时

       角量子数l必须是小于1的非负整数，那就只可能是0。磁量子数m也只能取0。这种情况下只有1个轨道，因此电子最多不会超过2个。周期表最上面的那一行，即第1周期就属于这种情况，所以第1周期只有氢和氦这2种元素。

       主量子数n＝2时

       角量子数l必须是小于2的非负整数，所以它可以取0或1。

       如果角量子数l＝0，则磁量子数m只能取0；如果角量子数l＝1，那么磁量子数m可以取－1、0或1。每个轨道能容纳2个电子，总共是2×4＝8个电子。

       “8”这个数字是不是很眼熟？没错，周期表的第2周期从锂至氖，一共是8个元素。这个周期代表的是主量子数为2的元素。

       周期表的神奇之处还不仅仅是这些。

       主量子数n＝3时

       角量子数l必须是小于3的非负整数，所以它可以取0、1或2。

       如果角量子数l＝0，则磁量子数m只能取0；如果角量子数l＝1，那么磁量子数m可以取－1、0或1；如果角量子数l＝2，那么磁量子数m可以取－2、－1、0、1、2这5个值。

       每个轨道可以容纳2个电子，所以l＝0时是2个电子，l＝1时是6个电子，l＝2时是10个电子。

       3个数字相加等于18，即n＝3时，电子数量是18。“咦，不对啊！”——能瞧出问题的读者相当了得！没错，第3周期的元素只有8个，而不是18个。这就是周期表的精妙之处了……

       l＝2时，能量非常高，甚至超过了n＝4的部分轨道。因此l＝2时的10个元素被安排到了第4周期。

       第2周期和第3周期都是8个元素，一看就很有周期性。通过上面的解释，想必大家也能意识到，这两个周期有相同的长度绝非偶然。因为两者的元素数量都是l＝0时的2个，加上l＝1时的6个，总共8个。元素周期表用异常简单的形式淋离尽致地体现出了这一点，真是太了不起了。

       第4周期与第5周期都由18种元素组成，这也不是一个巧合。l＝0时的2个，加上l＝1时的6个，再加上l＝2时的10个，全部加起来就是18个。

       这2个周期的计算方法和第2、第3周期完全一样，就不赘述了。

       第6、第7周期也符合这个规律。年一看，周期表上这2个周期貌似都只有18种元素，但仔细一看就会发现，镧系元素与锕系元素是单独列在下面的。与第4、第5周期相比，这2个周期还要加上l＝3时的14个元素，总计32个元素。请大家注意，第6周期与第7周期的元素数量是相等的。

       综上所述，元素周期表为我们完美呈现了元素周期奏响的和弦。相部的2个周期完全一致，像相邻的2张书页。每隔2个周期，元素的名额就有所增加，增幅也呈等差数列：2、6、10、14……

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