视频字幕
量子数是描述电子在原子中状态的重要参数。在量子力学中，电子的状态由四个量子数完全确定：主量子数n决定电子的能级，角量子数l决定轨道形状，磁量子数ml决定轨道的空间取向，自旋量子数ms决定电子的自旋方向。这四个量子数共同描述了电子在原子中的完整状态。
主量子数n是四个量子数中最重要的一个，它决定了电子的主要能级。n的取值为正整数，从1开始：1、2、3、4等等。n值越大，电子离原子核越远，能量也越高。这些能级对应着电子壳层，分别称为K壳层、L壳层、M壳层、N壳层等。每个壳层可以容纳的电子数目也不同。
角量子数l决定了原子轨道的形状。它的取值范围是从0到n减1。当l等于0时，对应s轨道，呈球形；当l等于1时，对应p轨道，呈哑铃形；当l等于2时，对应d轨道，形状更加复杂。不同的l值对应不同的轨道类型，每种轨道都有其特定的几何形状和空间分布。
磁量子数ml决定轨道在三维空间中的取向。对于给定的l值，ml可以取从负l到正l的所有整数值。例如，当l等于1时，ml可以是负1、0、正1，对应px、py、pz三个p轨道的不同空间取向。自旋量子数ms描述电子的内禀角动量，只有两个可能值：正二分之一和负二分之一，分别表示电子自旋向上和自旋向下。
四个量子数共同完整地描述了电子在原子中的状态。根据泡利不相容原理，同一原子中不能有两个电子具有完全相同的四个量子数。这意味着每个轨道最多只能容纳两个电子，且它们的自旋方向必须相反。电子在原子中的填充遵循能量最低原理，先填充能量较低的轨道。这四个量子数的概念是理解原子结构和化学键合的基础。