化学通俗讲（三）（中学化学启蒙核外电子）

　　前面两期为大家简单介绍了构成宏观世界的几种基本粒子。本期我来介绍一下和基本粒子各方面属性密切相关的粒子——电子。
　　前面说过每一个原子所占据的空间尺度是以纳米计算的，就是在这么有限的空间里，原子核也只是在更加狭小的核心位置，而核心以外的空间则由高速运动的核外电子占据。
　　这个核外电子的高速运动是有一定的轨道可循的。早在上世纪量子理论大发展的时候，人们就计算出氢原子的核外电子（只有一个电子）的轨道波函数，对应了该核外电子在运动轨道上出现的概率（按概率高低画出密度不同的点，则构成电子云，哈哈哈，我就叫电子云）。这就是大名鼎鼎的薛定谔方程，当然作为启蒙内容，量子化学内容本专题暂不细讲。
　　我们来直接看结果：核外电子按照所填充轨道能量由低到高可以分成若干电子层，电子层记作n，n=1、2、3、4、5、6，每个电子层依次用K、L、M、N、O、P表示。其中第n层可存在的电子数上限是2n^2个，同时最外层电子数不能超过8个（如果只有K层则不能超过2个）、次外层电子数不超过18个、第三外层不超过32个。
　　上面只是对电子轨道按能量高低粗略划分的结果，实际上通过量子化学计算得出的结果，每个电子层还可以细分，这个以后再讲。
　　（注：鉴于文章输入限制，此处写法同教科书不一致，以后视频讲解为中学标准格式）结合之前对元素概念的介绍，可以得出不同元素原子核外电子的排布：H对应1，He对应2，Li对应21，C对应24，N对应25，O对应26，F对应27，Ne对应28，Na对应281，Mg对应282，S对应286，Cl对应287，K对应2881，Ca对应2882……通常来讲，核外电子排布最外层为8个为稳定状态。所以原子与原子作用时，最外层电子数为1或者2的原子有失去电子的趋势而成为阳离子；最外层电子数为7或者6的原子有得到外来电子的趋势而成为阴离子。这些也都对应着不同元素的化学性质。由此我们得到一些常见的阴阳离子H+，Na+，Mg2+，K+，Ca2+，Cl-……当然原子团的情况类似，就是整个原子团作为一个整体对外得失电子，例如NH4+，(SO4）2-，NO3-……而阴阳离子由于正负电荷强烈的作用，往往结合在一起，形成离子晶体，这个我们下回再讲。而核外电子已经是8个的情况（K层对应2个），就是对外显示化学性质稳定，如氦气（He），氖气（Ne），氩气（Ar），它们都是惰性气体。
　　这里只是关于电子以及电子所处的轨道最浅显的解读，不过借由电子这一粒子间的润滑剂将带给我们物质间无穷无尽的变化，化学真正的精彩即将开始。