原子结构与光谱：中性原子的核外电子数等于质子数

中性原子的核外电子数等于质子数。离子的净电荷来自电子数与质子数不等。同位素具有相同质子数而中子数不同。同一种元素可以包含多种天然同位素。质量数等于原子核中质子数与中子数之和。相对原子质量通常是同位素质量的加权平均。原子半径没有像宏观球体那样明确的边界。电离能表示移走束缚电子所需的能量。

激光冷却不是简单地用低温光照射原子。磁光阱结合光场和磁场限制原子的运动。里德伯原子具有处于高激发态的外层电子。原子极化率描述电子分布响应外电场的程度。碰撞能够使原子激发电离或发生能量交换。原子吸收谱受到温度压强和运动状态影响。多普勒展宽来自发光原子的速度分布。碰撞展宽与原子间相互作用扰动有关。

磁量子数与轨道角动量的空间分量有关。自旋是电子具有的内禀量子性质之一。电子自旋不能直接等同于小球自转图景。泡利不相容原理限制相同费米子的占态。一个原子轨道最多容纳两个自旋相反的电子。电子排布影响元素的化学性质与光谱特征。价电子通常直接参与化学键的形成。屏蔽效应减弱部分电子感受到的核吸引。