那么，对于有多个电子的原子，它们的电子分布是怎么样的呢？例如对于锂原子来说，它有3个电子，是否3个电子都可以挤到最低的能级的轨道上去呢？德国科学家泡利对这个问题做了很详尽的研究。他发现了一个重要的规律，就是原子里的每个能级轨道只能容纳一个电子。也就是说，每个电子必须占领不同的能级轨道。原子里的电子首先会占领最低能级的轨道，当这个轨道被一个电子占领后，下一个电子就不能再挤到这个轨道上面；它只能去占领另外一个较高能级的轨道。泡利发现的这个规律，后人就称为“泡利不相容原理”。

其实这个原理也不难理解。打一个比方，原子里的电子轨道就像是一场演唱会里的椅子一样，电子就像是一个观众，每把椅子只能坐一个人（见图3.10）。为了靠近演唱者，观众都喜欢坐在前排。根据量子力学对于原子里电子轨道的计算，第一排只有2把椅子；第二排有8把椅子；第三排有18把椅子……先来的人会先占了第一排的椅子。后来的人就只能坐在第二排，更后来的就坐在第三排，依次入座。同样地，原子里的电子首先会占领最低能级的轨道，其他的电子跟着会占领稍微高于最低能级的轨道。“泡利不相容原理”规定的原则：一个电子轨道只能容纳一个电子，就和一把椅子只能坐一个观众一样。

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图3.10　“泡利不相容原理”示意图

根据这个泡利不相容原理，每个电子轨道只能容纳一个电子，其他的电子只能去占据别的轨道。这就好像在一场演唱会里面，一把椅子只能坐一个观众。在原子里，电子会先占据能级最低的轨道。当这些轨道被占满后，其他电子就会去占据次高的轨道。这就像一场演唱会里面，观众都喜欢挤到最靠近表演者的座位上。等这些前排的座位坐满后，其他的观众就会去坐后一排的座位。