電子組態

如果所有電子都盡量擠到離原子核最近的地方，那每種元素的行為就會一模一樣。但事實並非如此。電子會堆疊進一組被允許的能階，稱為殼層與次殼層，有點像觀眾由前排往後填滿劇院：便宜的前排先坐滿，只有當一層滿了電子才移到下一層。電子組態就是這張座位表——哪些能階被填了、每一層填得多滿。

殼層由內往外編號 1、2、3……，每層又含 s、p、d、f 等次殼層，最多分別容納 2、6、10、14 個電子。電子由最低能量往上填。鈉有 11 個電子，寫成 1s2 2s2 2p6 3s1：第一層 2 個、第二層 8 個、第三層才剛開始只有 1 個。正是這顆孤零零的外層電子，讓鈉如此活潑、如此具金屬性。

電子組態是從「一堆質子數」通往「真實化學」的橋樑。外層組態相似的元素，行為就相似——這正是週期表要分成一欄一欄的原因。填滿的外層（如氖，1s2 2s2 2p6）異常穩定又不活潑，原子毫無鍵結的動機，這也是惰性氣體在化學上如此冷淡的緣故。