Numeri quantici e livelli energetici
I numeri quantici n, l, m identificano gli orbitali occupati dagli elettroni di un atomo.
Il numero quantico principale n definisce il livello di energia dell'elettrone e la dimensione degli orbitali. Può assumere valori interi positivi: n = 1, 2, 3, 4, 5, 6 ……
Il numero quantico secondario l stablisce il numero dei sottolivelli in cui si differenzia ciascun livello. Ogni sottolivello raggruppa orbitali della stessa forma definita dal valore di l compreso tra 0 e n − 1.
Ogni sottolivello corrispondente a ciascun valore di l viene indicato con una lettera minuscola secondo il seguente schema:
| valore di l | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| simbolo | s | p | d | f | g |
Si parla quindi di orbitali di tipo s, orbitali di tipo p, orbitali di tipo d ecc.
Il numero quantico magnetico m. Determina il numero di orbitali appartenenti a ciascun sottolivello e il loro orientamento nello spazio. Gli orbitali di uno stesso sottolivello sono isoenergetici (degeneri); m può assumere tutti i valori interi da −l a +l, compreso lo zero. Per esempio, per l = 1, m = −1, 0, +1, ossia al sottolivello p appartengono tre orbitali degeneri orientati secondo gli assi cartesiani: px, py, pz.
Il numero quantico di spin, ms è legato al senso della rotazione, orario o antiorario, dell'elettrone attorno al proprio asse. Esso può assumere valore +1/2 e −1/2. Ogni orbitale può contenere al massimo due elettroni (doppietto elettronico) con spin opposto.