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首先，钙是20号元素。从1到20号元素，大家上中学的时候都背诵过：氢氦锂铍硼，碳氮氧氟氖，钠镁铝硅磷，硫氯氩钾钙。
这个排列顺序是怎么来的？其实就是根据原子核内质子的个数的多少来排列的。钙原子核内有20个质子。质子带正电，为了保持电荷平衡，所以钙原子在核外有20个电子。
这20个电子是按照2，8，8，2排列的。
为什么要这样排列？
当然是因为这样排列能实现能量最低。
自然界凡是稳定的物理系统，总处于一个局部的能量最低状态。
比如跳楼的时候为什么人是朝下去的？原因当然也是因为朝下去能实现势能（能量）最低。
那么，电子的能量最低原则就注定了钙是按照2，8，8，2排列核外电子。而不是你说的
2，8，9，1！
当然，如果你要我讲一些科学道理，我可以说的是——这背后有两个原则：一个是泡利不相容原则，另外一个是洪特规则。这两个原理都与量子力学有关。当然对钙原子这种复杂系统来说，因为有很多质子与电子，真正的能量计算不容易做。这本质上是量子化学，你可以用电脑来算一下各个轨道的能量，就能知道电子应该怎么分布了。无论怎么样，你需要知道的是，电子分布是分层的，在主量子数相同的情况下，因为角动量不同，每一个主层还分有不同亚层——因为角动量也会影响电子的能级的，所以电子分布起来不完全按照主量子数来走，有时候存在能级交错现象。
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