（三)磁量子数m
磁量子数m决定原子轨道（或电子云)在空间的伸展方向。当l给定时，m的取值为从-l到+l之间的一切整数（包括0在内)，即0，±1，±2，±3，…±l，共有2l+1个取值。即原子轨道（或电子云)在空间有2l+1个伸展方向。原子轨道（或电子云)在空间的每一个伸展方向称做一个轨道。例如，l=0时，s电子云呈球形对称分布，没有方向性。m只能有一个值，即m=0，说明s亚层只有一个轨道为s轨道。当l=1时，m可有-1，0，+1三个取值，说明p电子云在空间有三种取向，即p亚层中有三个以x,y,z轴为对称轴的px，py，pz轨道。当l=2时，m可有五个取值，即d电子云在空间有五种取向，d亚层中有五个不同伸展方向的d轨道（图4-7)。
图4-7 s，p，d电子云在空间的分布
n，l相同，m 不同的各轨道具有相同的能量，把能量相同的轨道称为等价轨道。
（四)自旋量子数ms
原子中的电子除绕核作高速运动外，还绕自己的轴作自旋运动。电子的自旋运动用自旋量子数ms表示。ms 的取值有两个，+1/2和-1/2。说明电子的自旋只有两个方向，即顺时针方向和逆时针方向。通常用“↑”和“↓”表示。
综上所述，原子中每个电子的运动状态可以用n，l，m，ms四个量子数来描述。主量子数n决定电子出现几率最大的区域离核的远近（或电子层)，并且是决定电子能量的主要因素；副量子数l决定原子轨道（或电子云)的形状，同时也影响电子的能量；磁量子数m决定原子轨道（或电子云)在空间的伸展方向；自旋量子数ms决定电子自旋的方向。因此四个量子数确定之后，电子在核外空间的运动状态也就确定了。
三、核外电子的排布规律
（一)最低能量原理
所谓最低能量原理是，原子核外的电子，总是尽先占有能量最低的原子轨道，只有当能量较低的原子轨道被占满后，电子才依次进入能量较高的轨道，以使原子处于能量最低的稳定状态。
原子轨道能量的高低为：
1．当n相同，l不同时，轨道的能量次序不s＜p＜d＜f。例如，E3S＜E3P＜E3d。
2．当n不同，l相同时，n愈大，各相应的轨道能量愈高。例如，E2S＜E3S＜E4S。
3．当n和l都不相同时，轨道能量有交错现象。即（n-1)d轨道能量大于ns轨道的能量，（n-1)f轨道的能量大于np轨道的能量。在同一周期中，各元素随着原子序数递增核外电子的填充次序为ns，（n-2)f，（n-1)d，np。
核外电子填充次序如图4-8所示。
图4-8 电子填充的次序
