在化學中描述原子中電子狀態的是四個量子數，主量子數n，表示電子層數，角量子數l，表示亞層數，磁量子數m，表示軌道數，自旋量子數ms，表示電子自旋。其中n的取值範圍為自然數，l的取值範圍為0到(n-1)的所有整數，m的取值範圍是-l到+l的所有整數，ms的取值範圍為-1/2或+1/2。原子中不存在兩個完全相同的電子，即任意兩電子的四個量子數不完全相同。

以上是電子排布的第一條重要原理:泡利不相容原理。

由量子數取值範圍可知，當n=1是，即僅有一層電子時，l只能取0為s亞層，m只能取0即s只有一個軌道，ms可取正負，因此第一層只能填2個電子。同理可以得到，n=2是該層最多填8個電子(l可取0或1)，n=3最多填18個電子，n=4最多填32個電子，以此類推。

但是電子不能只按層排，要按能量排，電子要優先排入能量最低的軌道，能量最低的並非內層軌道，而是以交錯的形式存在。

這是第二個重要規則: 能級交錯。

有一個比較意外的原子是鈀Pd，作為第五週期的元素，他的第五層沒有電子!!而第四層有18個電子是滿層結構，算是比較有趣的元素吧。不過他的最外層應該是第五層，但是第五層沒電子，所以其實吧第4層看作最外層也無可厚非。

第三個原理叫洪特規則，想了解的自己去查吧。