按照量子力学，原子中的电子的能量轨道角动量和自旋的取值都是量子化的，或者说都是离散的。它们分别于一个整数或者半整数有关，并用符号 n、l 和 s 来代表，并称之为量子数。这里的 n=1、2、3……，称之为主量子数，分别代表原子的壳层；l=0、1、2、3……，称之为角量子数；l=0用符号 s 来代表，称之为 s 轨道，其形状为圆形；l=1用 p 来代表，称之为 p 轨道，其形状为椭圆形；l=2 用 d 来代表，叫做 d 轨道，其形状像一个对称的四片花瓣……；s=1/2 和 -1/2，称为自旋量子数。其中角动量和自旋在外磁场方向的投影称之为磁量子数，通常用m来表示。
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