Question

почему у кальция на третьем энергетическом уровне 8 электронов

Answer 1

потому что на первый уровень помещается максимум 2 электрона
на второй - максимум 8
на третий - максимум 18
на четвёртый - максимум 32

но при этом электрон на s орбитали следующего уровня содержит меньше энергии, чем этот же электрон на d орбитали прошлого (это работает для всех атомов, с другими орбиталями всё не так просто) . А как мы знаем к природе всё стремиться к минимуму энергии (чем меньше энергии заключено в связи, тем она стабильне) .

потому если закинуть 20 электронов в атом кальция, то они распределятся так:
2 на первом уровне (больше не поместится)
8 на втором уровне (тоже больше не помещается)
8 на третьем уровне (не 10 потому, что электроны 9 и 10 попали бы на d орбиталь, а это боле энергозатратно, чем s орбиталь следующего уровня)
2 на четвёртом уровне (по сути все, которые остались)