三、原子中的电子分布波尔的原子能级理论解释氢原子光谱很成功，解释复杂原子光谱则误差很大。
后来出现了量子力学的电子云理论，解决了这个难题。电子云是由许多层组成的，电子轨道只是电子云中电子出现几率最大的地方。
电子云有s、p、d、f四种，分别可以容纳的电子数目最多为2、6、10、14，符合2n2的分配规律，n为电子层数。
其中s、p、d电子云的形状分别为圆形、哑铃形、花瓣形，f电子云比较复杂，就不介绍了。
电子分布遵循最低能级原理（先占据最低能级的轨道）、泡利不相容原理（电子的自旋方向不同，每个轨道最多容纳2个自旋方向相反的电子）和洪特规则（同一层的电子尽先占不同的轨道，而且自旋方向相同）。
这些电子的运动情况可以由薛定谔方程描述（公式和具体内容略）：主量子数n、副量子数l=n－1、磁量子数m=±l、自旋量子数s=±1/2，分别描述了电子云的大小（电子层）、形状（电子亚层）、方向（轨道数目）、电子的自旋方向。
不仅是电子，核子也有不同的自旋方向，例如正氢中两个核的自旋方向相同，异氢中两个核的自旋方向相反。
电离层（最外层、逃逸层、电离态）是电子出现率最大的地方，也是计算原子直径的地方。
图4.30电子层和电子云炁学提示：电子总是在绕核子作圆周运动，实际上是在作椭圆运动，如同大行星绕太阳运动形成太阳系一样。
不一样的是，太阳系受到银心风的影响，形成了扁平的运动轨道，原子没有受到什么风的影响，所以形成了圆形的运动轨道。
电子的轨道是不闭合的，因此众多的这种运动的结果就形成了统计学上的电子云现象。
图4.31氢原子的电子云结构及其形成机理