Електрони займають орбіталі послідовно, починаючи з першого енергетичного рівня, у порядку зростання енергії рівнів . Спочатку “заселяється” перший енергетичний рівень, потім – другий, третій тощо. Цей принцип називають принципом найменшої енергії.
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.
В атома вуглецю тільки два неспарені електрони на 2р-орбіталях. На 3 третю 2p-орбіталь може перейти один з електронів з 2s-орбіталі.
Число енергетичних рівнів в атомі визначається номером періоду. Число електронів на останньому зовнішньому рівні дорівнює номеру групи. Максимальне число електронів на енергетичному рівні визначається формулою N = 2*n^2 , де N – загальне число електронів на енергетичному рівні, n – номер рівня.