Розподіл електронів по рівням відбувається за загальним правилом: електрони збудженого атома займають стану з найменшою енергією і відповідно до принципу Паулі, який говорить: в атомі не може бути навіть двох електронів з однаковим набором квантових чисел.
Сукупність електронів з одним і тим же n утворюють шар. У кожному шарі електрони з даними значенням l утворюють оболонку. (Примітка: іноді в літературі шар називають «оболонкою», в цьому випадку електрони з одним l утворюють «подоболочкі»).
головне квант. число - n
макс. число електронів в шарі
орбітальне квант. число - l
макс. число електронів в оболонці
Заповнення за цією ознакою йде до 18 Ar (аргон). У наступних за ним атомів 19 К і 20 Са, заповнюються оболонки 4s. Це пов'язано з тим, що через більш сильного екранування електронів оболонки 3d, оболонка 4s характеризується більш низькою енергією.
В цілому заповнення шарів відбувається за правилами Клечковского:
1. Від оболонок з меншим значенням суми квантових чисел (n + l) до оболонок з більшою сумою (n + l).
Приклад: 18 Ar 3p (3 + 1) = 4
19 До 4s (4 + 0) = 4 - реалізується.
20 Са 4s (4 + 0) = 4, s - оболонка заповнена.
4p (4 + 1) = 5 Яка з них реалізується?
2. При однаковому значенні (n + l) - від оболонок з меншим n до оболонок з великим n.
Це означає в 21 Sc (Sc - скандій) буде заповнюватися 3d оболонка.
У цих правил, є винятки, наприклад, лантан - 57 La. церій - 58 Cc і елементи 7-ий групи таблиці Менделєєва.
Аналіз ходу заповнення оболонок у різних хімічних елементів показує:
1. Загальна кількість електронів в атомі хімічного елемента, а отже і заряд ядра, дорівнює порядковому номеру елемента в періодичній таблиці Менделєєва.
2. Число електронних шарів дорівнює номеру періоду, до якого відноситься елемент.
3. Число електронів в зовнішньому шарі дорівнює номеру групи, займаної елементом в цій таблиці.