当原子处在基态时，原子核外电子的排布遵循三个原则：(1)泡利不相容原理——一个原子轨道最多只能容纳两个电子，并且自旋方向相反。或者说，在同一原子里，不会出现电子层、电子亚层、电子云伸展方向和电子自旋状态完全相同的电子。各电子层最多能容纳2n²个电子，n是电子层标号。(2)能量最低原理——在满足泡利原理前提下，电子将按照使体系总能量最低的原则填充。量子化学计算结果表明，当有d电子填充时（例如第四周期Ni，3d轨道能E_3d=-18.7eV，而E_4s=-7.53eV），E_3d＜E_4s；当没有d电子填充时（例如第四周期K，有E_3d=-0.64eV，而E_4s=-4.00eV）E_3d＞E_4s，发生了能级“倒置”现象，其他第五、六、七周期也有类似情况。所以不能简单地说电子是按轨道能由低到高的次序填入，但总可以说是按n＋0.7l 值由小到大的次序填充。其中n是主量子数，l是角量子数。(3)洪特规则——在同一亚层的各个能量相等的轨道上，电子尽可能分占不同轨道，且自旋状态相同。