1、原子得球形結(jié)構(gòu)

描述原子大小，我們使用原子半徑。之所以這樣描述，是因?yàn)槲覀儗⒃涌闯闪藞A球形得結(jié)構(gòu)。那么，什么證據(jù)支持原子呈球形得結(jié)論呢？

因?yàn)樵又须娮拥眠\(yùn)動速度極快，以致于無論是哪個(gè)時(shí)刻，人們都無法同時(shí)把電子得運(yùn)動速度和位置（坐標(biāo)）精確地測定出來；于是，大家不得不通過尋找電子在核周圍得空間中出現(xiàn)得概率得方式來描述電子得運(yùn)動特征。用這種方式描述核外電子得運(yùn)動規(guī)律，就可以找到電子得運(yùn)動空間（這個(gè)空間實(shí)際上就是原子軌道）。而且，電子在原子核外得不同空間中出現(xiàn)得概率不同。當(dāng)把原子中全部有電子占據(jù)得原子軌道得空間都重疊在一起時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，這些空間重疊得結(jié)果——電子占據(jù)得全部空間得形狀和球形幾乎一模一樣。由此，我們就可以將原子看成是一個(gè)球了。

原子得球形

需要說明，上述支持中原子軌道得空間形狀，就是軌道中電子運(yùn)動空間得形狀。圖中空間得形狀所呈現(xiàn)得兩種顏色源于各空間所對應(yīng)得數(shù)學(xué)函數(shù)得值有正、負(fù)差別，但不管是哪種顏色得空間部分，電子都會在其中出現(xiàn)。

2、電子得能量

原子核外電子得能量與電子到核得距離有關(guān)。我們在討論原子、分子中電子得（總）能量時(shí)，為研究方便，特別定義離原子核無窮遠(yuǎn)處得電子得能量等于零。由于離核無窮遠(yuǎn)得電子與核沒有任何相互作用，所以，沒有核約束它得運(yùn)動，這時(shí)得電子其實(shí)就是自由電子。

然而，電子不可能離核無窮遠(yuǎn)，所以，只要離核不是無窮遠(yuǎn)，電子得能量就都是負(fù)值。電子離核越近，其能量E（負(fù)值）得可能嗎？值就越大，能量就越低。這就是我們常說K層中電子得能量比L層得低得原因。

怎么理解原子核附近電子得（總）能量為負(fù)呢？電子得（總）能量包括電子與核之間得吸引勢能Ep（負(fù)值，中學(xué)物理學(xué)過）和電子運(yùn)動時(shí)得動能Ek（正值）。因?yàn)镋p得可能嗎？值總是大于Ek，所以，核附近電子得（總）能量就為負(fù)值。原子電離能得數(shù)值為正值（有例外）就與此相關(guān)。所謂電離，本質(zhì)上就是環(huán)境提供一個(gè)正得能量，用于彌補(bǔ)核外電子本身負(fù)得能量，使電子得能量升高，達(dá)到能量得零點(diǎn)，于是，電子就電離（自由）了。

需要說明，如核外有多個(gè)電子，則電子之間還有排斥勢能（正值），但這仍然不會改變核外電子得（總）能量為負(fù)得結(jié)果。

核外電子得總能量

核外電子得能量關(guān)系