先復習一下，電子態
主量子數，n=1,2,3,4,5,6,7 (K,L,M,N,O,P,Q)。元素周期表一旦出現瞭新的一個周期，就意味著一個新的主量子數態的電子出現瞭，也就是新的殼層出現瞭。每個n對應一個殼層。
角動量量子數，l=0,1,2,……,n-1。（0=s，1=p，2=d，3=f）。可以看出，是第幾個主量子數呢，對應的角動量量子數就有幾個。一個l對應一個次殼層。
另外還有磁量子數m，自旋量子數s。在元素周期表中，他們決定瞭主量子數n和角動量量子數l一定的情況下，可能存在的電子態數。我們知道，電子是費米子，它的自旋是半整數，所以我們分析XPS的時候，會看到很多下標不是整數的原因。費米子一個態隻能存在一個粒子，所以我們可以根據磁量子數m和自旋量子數s算出n、l確定時可能存在的電子數。
m=-l,-l+1,……,0,…..,l-1,l。一共2l+1個。
s=+1/2, -1/2
一個次殼層可以填充的原子數：2（2l+1）
也就是s、p、d和f分別可以填充2、6、10、14
也即K、L、M、N層可以填充2、8、18、32
電子的填充順序，遵從以上。每一行代表一個周期。可以看出，在前兩個周期，都還遵從著填滿這個周期的所有軌道再去填充下個主量子數的軌道，甚至到第三周期的軌道角動量為p時都還遵循規律，可是到瞭18號Ar之後，也就是3p之後，面臨瞭3d和4s 的選擇，究竟填充哪一個呢？《原子物理學》是這麼給出的記憶方法：n+l相同時，先填n小的；n+l不同的，若n相同則先填l小的，若n不同則先填n大的殼層。3d 的 n+l=5,4s的是4，所以不一樣，所以先填n大的4s。
發現一個填充規律：每一個周期最後一個填充的都是p層電子。因為p總是填充瞭下面殼層的d電子才會上來填充p層，接著它就要填充下一個殼層的s，就到瞭下個周期瞭。所以d這個次殼層永遠隻能在它殼層n所在下個周期才會被填充，而且是填充下個周期的s次殼層才會填充。到瞭第六周期還會在前面插入上個殼層的f電子。
- 第一周期（2）：1s2
- 第二周期（8）：2s2，2p6
- 第三周期（8）：3s2，3p6
- 第四周期（18）：4s2，3d10，4p6。這裡開始就有過渡金屬元素瞭。雖說是先填充的s次殼層，但是，到瞭Cr鉻這裡，s次殼層又隻有一個電子瞭，另一個給瞭3d，變成3d5 4s1；然後下一個Mn又正常瞭，4s又有兩個電子瞭。到瞭Cu由於馬上3d就要滿瞭，於是4s的一個電子又被搶走瞭，變成瞭3d10 4s1。這是因為洪特定則的附加規則，半滿或者全滿更加穩定。
- 第五周期（32）：5s2，4d10，5p6。（這裡有4d2 5s2—4d4 5s1—4d5 5s1—4d5 5s2—4d7 5s1—4d8 5s1-4d10）
- 第六周期（32）：6s2，4f14，5d10，6p6（這時已經出現f瞭，而f的這14個元素被歸類為鑭系元素，第七周期錒系元素同理，鑭系元素和錒系元素在周期表統稱為f區）。這裡已經比較亂瞭吧，Ce、Gd和Lu都把 4f 的一個電子給瞭5d
第七周期：7s2，5f14，6d10，7p6
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參考文獻：
[1]《原子物理學》, 第五章 多電子原理：泡利原理, 楊福傢,2008.4.4
[2] 《無機化學》，高等教育出版社