元素的物理性质和化学性质随着原子序数的周期性变化，可以由氢原子的玻尔理论和泡利原理得到较好的解释.对原子的能态分析可以基于以下假设：在多电子体系中，每个电子都处于原子核和其他电子所形成的平均力场中运动；描述电子运动状态的量子数为n、l、m，电子能级主要由主量子数n 决定，n 越小，能级也越低，同时轨道角动量量子数l 也影响电子能级.同一n 下，l 小的能级较低.在一个能级Enl上，可以容纳自旋相反的两个电子，共容纳2（2l＋1）个电子.
具有相同主量子数n 的电子形成大的壳层，即主能级.同一个主壳层之间的能量相差不大，不同壳层之间的能量相差很大.每个壳层上能够容纳的电子数为2n2，电子按照泡利原理首先填充能量较低的能级，逐步向能量较高的能级填充.当填满一个主壳层的所有能态时，形成一种稳定结构.在原子系统处于正常状态时，每个电子趋向于占有最低的能级，这一原则称为能量最小原理.离核最近的壳层由于具有更低的能级，所以一般首先被电子填满.
第一周期只有一条能级1s，可以填充两个电子，H 和He 分别有一个和两个电子.第二周期的第二电子壳层有两条能级2s、2p，可以填充1～8 个电子，对应于第二周期的8 个元素：Li、Be、B、C、N、O、F 及Ne.同样，第三周期的第三电子壳层有两条能级：3s、3p，分别对应于8 个元素.但电子不完全按照主壳层次序来填充，而是按照下列次序在各个分壳层上排列：1s，2s，2p，3s，3p，4s，3d，4p，5s，4d，5p，6s，4f，5d，6p，7s，6d.(www.xing528.com)
元素性质的周期变化，是原子中电子具有壳层结构的反映.同一族元素的性质很相似.它们的价电子壳层中的电子组态很相似.如碱金属元素，都是在满壳层之外有一个价电子处于s 态，易于失掉价电子，显示出很强的金属性质.而零族元素，具有满壳层结构，要将满壳层内的电子激发到上一级壳层上，需要很大的能量，所以这种原子的化学性质极不活泼，以单原子状态存在于自然界中，即惰性气体.卤族元素，它们的电子壳层结构都是比满壳层少一个电子，容易获得一个电子形成稳定的满壳层结构，具有很强的非金属性.
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
