Будь-яку орбіталь спрощено зображають квадратом:
На кожній орбіталі може перебувати один або два електрони. Якщо на орбіталі міститься один електрон, то він неспарений. Два електрона на одній орбіталі називають спареними. Електрони на орбіталі рухаються навколо власної осі. Цей рух називається спіном. Рух електронів відрізняється напрямком — один електрон рухається за годинниковою стрілкою — має позитивний спін, інший — проти годинникової стрілки — має негативний спін.
Електрони на орбіталі зображають стрілкою. Неспарений електрон:
Спарені електрони позначають в орбіталі протилежно спрямованими стрілками:
Одна орбіталь може містити не більше двох електронів, з антипаралельними спинами. Це правило називають принципом заборони Паулі.
Заповнення електронами енергетичних рівнів записується електронними формулами.
В атомі Гідрогену є один енергетичний рівень, на якому міститься один електрон:
записується:
, де на початку записується номер енергетичного рівня, далі вказується форма орбіталі і кількість електронів на ній.
Електронна формула
Елемент Гелій має один енергетичний рівень, на якому містяться два електрони:
Електронна оболонка Гелію — .
В атомі Літію — три електрони. Елемент міститься у другому періоді, у його атомі — два енергетичні рівні. Оскільки перший рівень вміщує лише два електрони, третій електрон займе \(s\)-орбіталь другого енергетичного рівня:
Формула електронної оболонки Літію: .
Енергетичні рівні нумерують, починаючи з найближчого до ядра.
Встановлено, що максимальне число електронів на енергетичному рівні дорівнює \(2n²\), де \(n\) — його номер.
Отже, на першому рівні може перебувати не більше \(2\) електронів, на другому — не більше \(8\), на третьому — не більше \(18\), тощо.
На першому енергетичному рівні містяться лише \(s\)-електрони. На другому енергетичному рівні — \(s-\) і \(p-\)електрони. На третьому енергетичному рівні — \(s-\), \(p-\) і \(d-\)електрони. На четвертому і наступних енергетичних рівнях — \(s-\), \(p-\), \(d-\) і \(f-\)електрони.