原子核外电子的排布并非杂乱无章，而是遵循着一系列基本的物理规律。理解这些规律是掌握原子结构与元素性质关系的关键。
一、电子排布遵循的基本原则
- 能量最低原理：电子总是优先占据能量最低的轨道，以使整个原子体系处于能量最低、最稳定的状态。电子填充轨道的顺序遵循构造原理，即从1s轨道开始，按能级组由低到高依次填充。
- 泡利不相容原理：在同一个原子中，不可能存在运动状态完全相同的两个电子。换言之，每一个原子轨道最多只能容纳两个自旋方向相反的电子。
- 洪特规则：当电子在能量相同的轨道（即简并轨道，如三个p轨道、五个d轨道）上排布时，总是优先以自旋方向相同的方式，单独占据不同的轨道。这种排布方式使原子的能量最低、最稳定。洪特规则的特例是，对于同一电子亚层，当电子排布处于全充满、半充满或全空状态时，原子体系比较稳定。
二、核外电子排布的表示方法
- 原子结构示意图：用圆圈表示原子核及核电荷数，用弧线表示电子层，弧线上的数字表示该层上的电子数。这是一种直观但不够精确的表示方法。
- 电子排布式：这是最常用且精确的表示方法。它按能级顺序写出各亚层符号，并在其右上角用数字标出该亚层上的电子数。例如，钠原子（Na，原子序数11）的电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s¹。对于部分原子，为简化书写，常用其前一周期的稀有气体元素符号加方括号表示内层电子构型，如钠也可表示为[Ne]3s¹。
- 轨道表示式（又称电子排布图）：用小方格（或圆圈）代表原子轨道，用箭头（↑和↓）表示电子的自旋状态。它能更直观地体现洪特规则和泡利原理。
三、电子排布与元素周期律
核外电子排布的周期性变化是元素性质（如原子半径、电离能、电负性等）呈现周期性变化的根本原因。主族元素的价电子排布（即最外层电子排布）决定了其主要的化学性质。例如，碱金属元素的最外层都是ns¹结构，易于失去一个电子形成+1价阳离子，表现出强烈的金属性。
掌握原子核外电子排布的规律，不仅能帮助我们书写任意原子的电子构型，更是理解元素在周期表中的位置、预测元素及其化合物物理化学性质的理论基石。
