Orbitaalit ja kapasiteetti
Yhteen avaruudelliseen orbitaaliin mahtuu enintään kaksi elektronia, joiden spinprojektiot ovat vastakkaiset. s-alakuorella on yksi orbitaali ja kapasiteetti 2 elektronia, p-alakuorella kolme ja kapasiteetti 6, d-alakuorella viisi ja kapasiteetti 10 sekä f-alakuorella seitsemän ja kapasiteetti 14. Nämä kapasiteetit näkyvät suoraan jaksollisen järjestelmän lohkojen leveyksissä.
Paulin kieltosääntö
Kahdella saman atomin elektronilla ei voi olla samoja neljää kvanttilukua. Tämä ei ole kemian muistivinkki vaan fermionien kvanttimekaaninen ominaisuus. Siksi samassa orbitaalissa olevien kahden elektronin spinien täytyy olla vastakkaiset.
Hundin sääntö
Kun useita samanenergisiä orbitaaleja on käytettävissä, elektronit täyttävät ne ensin yksittäin samansuuntaisin spinein ennen pariutumista. Esimerkiksi hiilen kaksi 2p-elektronia sijoittuvat kahteen eri p-orbitaaliin. Tämä vaikuttaa suoraan siihen, kuinka monta paritonta elektronia atomilla on ja millainen sen magneettinen käyttäytyminen on.
Aufbau-periaate käytännössä
Yksinkertainen täyttöjärjestys 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d ja niin edelleen toimii hyvin ensimmäisenä mallina. Madelungin n+l-sääntö auttaa järjestyksen muistamisessa, mutta todelliset orbitaalien energiat riippuvat elektronien määrästä, varjostuksesta ja elektronien keskinäisestä vuorovaikutuksesta. Siksi järjestystä ei pidä tulkita muuttumattomaksi energiportaikoksi.
Orbitaalit ja kapasiteetti
Neutraaleissa kaliumin ja kalsiumin kaltaisissa atomeissa 4s täyttyy ennen 3d:tä. Kun 3d alkaa täyttyä siirtymämetalleissa, orbitaalien suhteelliset energiat muuttuvat. Kationia muodostettaessa 4s-elektronit poistuvat yleensä ennen 3d-elektroneja. Täyttymisjärjestys ja ionisaatiojärjestys ovat siis eri kysymyksiä.
Kahdella saman atomin elektronilla ei voi olla samoja neljää kvanttilukua. Tämä ei ole kemian muistivinkki vaan fermionien kvanttimekaaninen ominaisuus. Siksi samassa orbitaalissa olevien kahden elektronin spinien täytyy olla vastakkaiset.