spdf各轨道中最多能容纳多少电子

s---2  个， 1*2

p---6  个， 3*2

d---10个， 5*2

 f---14个， 7*2

高中阶段会告诉你能层和能级的关系，这就分别对应了1和s。1代表和原子核的距离，s代表轨道的距离和形状。但是这个能层和能级是用来描述什么的呢？这个概念一定要搞清楚。

首先，能层和能级是用来描述核外电子轨道的能量的参数，而在原子核束缚范围内的电子，其能量必须处在特定的轨道位置，这就是所谓的轨道能量量子化。
把原子核比作是一只蜘蛛吧，那电子就是被网束缚的猎物，只能位于丝线构成的网格之中，一个网格就像一个轨道，网格的位置和网格之间的距离是由中心的蜘蛛决定的，并不是随机的，每个网格的坐标相对于中心的蜘蛛都不一样，束缚能力也就不一样。
同时，一个网格里面一定只有两根长丝，最多只能容纳两只猎物，而且两只猎物必然在两根长丝之中的某一根，不可能是都在一根丝上面，这就是所谓的一个泡利不相容原理，每个猎物，也就是电子能占的轨道位置和自旋状态一定是不一样的。
最后，尽管一个网格是能够塞进两只猎物的，未免有些拥挤，两只猎物分别在两个网格里会更好一些，电子尽可能单独占据同一能级的多个轨道，这就是所谓的洪特规则。

现在我们来说主问题，电子能级和spdf是什么关系呢？实际上，原子不是蜘蛛，电子不是猎物，电子以极高速度在原子核周围运动。所谓的轨道，也只是一个电子出现概率最高的区域而已。
那么大学如何描述核外电子运动呢？
这里面涉及到复杂的量子化学计算，我就不赘述了，只说结论。一个核外电子存在四个量子数，用来描述它相对于核位置和能量。
主量子数n，决定了电子离核的距离。它就是1s中的1，这个量子数只能是正整数，它最大程度上决定了电子的能量。角量子数l，最大值为n-1，只能是自然数，决定了电子云的形状，它就是是1s中的s。第一能层n=1，l就只能是0，只能有1s，而第二能层n=2，它的l就可以取0和1，就可以有s和p两个能级，分别是球形和纺锤形，以此类推。主量子数和角量子数决定了电子的绝大多数能量，共同构成高中阶段大家学的一个，能级。
磁量子数m，描述电子轨道的方向。m=2l+1，例如s电子只能有一个取向，球形嘛，p电子可以最多有3个轨道6个电子，三个纺锤的方向都是不一样的，实际上在氮原子中三个2p电子分别还应该写为2px，2py和2pz才对。d电子则有最多5个轨道10个电子。
最后一个，就是自旋量子数，它只能是半整数，泡利不相容原理就是这个量子数的表现。真空中基态原子当中的每个电子，都有各自的上述四个量子数，不可能有两个或者更多电子是完全一样的。

如此一来，轨道本身可以作为电子能量的一个标度。对于氢原子而言，这一个核外电子一定填充在某个轨道里，当它处于能量最低的轨道中，也就是1s轨道中时，我们认为，这个氢原子处于基态。这时在我们的蜘蛛网上面，猎物只是距离中心的蜘蛛最近，被中心的蜘蛛束缚的最多而已。然而出于某些原因，这个猎物可以获得能量，慢慢从最近的网格往外爬，直至彻底离开蛛网，成为自由电子，蜘蛛网空缺，氢原子被电离为氢离子。但不管有没有猎物，蜘蛛总要结网，蜘蛛网都存在那么多固定的格子，无论有没有电子，轨道都客观存在。

说了这么多，实际上是为了说明三件事。第一，基态原子的轨道能量与电子运动状态都是确定的。第二，氢原子不一定永远处于基态。第三，当电子在规范中的排布满足能量最低的原则时，原子才位于基态。
高中学过的泡利原理和洪特规则，是用来界定基态原子的核外电子排布的。当一个真空中的原子处于基态，则核外电子排布必然满足泡利原理和洪特规则，处于激发态的时候则可不满足上述规律。


回过头来，题主说的氢原子只有一个电子在1s中，那只是对于基态氢原子而言。从能量最低的氢原子到裸露的氢离子之间的那些能级对应着氢原子的核外电子可能出现在的轨道能量和距离方向。所有这些轨道，它们都存在，只是基态下，里面没电子而已。比方说基态下氢只有一个1s电子，锂则有1s2 2s1 这么三个电子，但是氢原子并不是没有2s 能级，锂也不是只有1s和2s两个能级而已，只是基态的原子在更高能量的轨道里，没有电子。

如此一来题主另一个问题应该问错了，三重态本来就是激发态的一种。基态就不可能出现，三重态，这种同一个轨道里两个电子自旋相同的情况。氢的电子位于2s这是激发态，氦的两个电子如果自旋一样了这也是激发态。三重态下的激发态原子不稳定，如果不继续得到相应能量，就一定会跃迁释放能量出来，至于之后是怎么样，是直接跃迁回基态还是以其他方式继续跃迁，那就要具体分析了

同时必须要强调两件事。第一，上面说的这些都是基于真空中原子，实际物质中的原子大多形成了化学键，也就是核外电子之间存在共享和交换的情况，如此一来，上述规律是不完全适用的。第二，以上规则说的是空轨道的能量关系，也就是说在没有填充电子的条件下，轨道的能量满足1s2s2p3s3p4s3d这样的依次升高规律。当轨道中存在电子时，就不一定遵守上述规律了。如果感兴趣，可以自行学习构造原理，屏蔽效应和钻穿效应。