Electronii care se rotesc în jurul nucleului atomului corespund numărului ordinal al elementului din sistemul periodic. Electronii sunt aranjați în straturi, adică fiecare strat are o anumită umplutură sau, cum ar fi, un număr saturat de electroni. Electronii din același strat sunt caracterizați de o rezervă de energie aproape identică, adică sunt la aproximativ același nivel de energie. Întreaga coajă a atomului se descompune în mai multe niveluri de energie. Electronii fiecărui strat următor sunt la un nivel de energie mai mare decât electronii stratului anterior. Cel mai mare număr de electroni N care poate fi la un anumit nivel de energie este egal cu dublul pătratului numărului de strat:
unde n este numărul stratului.
În plus, se stabilește că numărul de electroni din stratul exterior pentru toate elementele, cu excepția paladiului, nu depășește opt, iar în penultimul - optsprezece.
Principiile de umplere a orbitalilor atomici:
1. Principiul energiei minime. Electronii tind în primul rând să ocupe orbitele cele mai apropiate de nucleul cu cea mai mică energie (1s).
2. Principiul Pauli. în sistem (atom) nu pot fi doi electroni caracterizați de același set de patru numere cuantice. Sau: pot exista doar doi electroni pe o orbitală (diferă pe spate).
3. Regula lui Gund. fiecare sistem tinde să aibă un spin maxim (numărul maxim de electroni neparticipați).
4. Regula lui Klechkovski. Umplerea orbitalilor nu are loc în creșterea n, ci în creșterea n + l, cu același n + l în ordine ascendentă n:
Excepția este reprezentată de d- și f- elementele cu subshell-uri complet sau semi-umplut, în care se observă așa numita depunere electronică, de exemplu: Cu, Ag, Cr, Mo, Pd, Pt. O atenție trebuie acordată incertitudinii de a scrie 4f ≈ 5d și 5f ≈ 6d. Sa dovedit că pentru unele elemente, energia inferioară are un substrat 4f, în timp ce în altele are un sub-nivel de 5d. Același lucru se observă și pentru subsolurile 5f și 6d. Atomul elementului este descris printr-o anumită configurație electronică (formula electronică), știind care, este posibil să se facă presupuneri despre proprietățile chimice ale acestui element.