一切自然變化進行的方向都是使能量降低，因為能量較低的狀態比較穩定，此謂能量最低原理。子軌道能量的高低主要由主量子數n和角量子數l決定。當l相同時，n越大，原子軌道能量E越高，當n相同時，l越大，能級也越高，當n和l都不同時，情況比較複雜，必須同時考慮原子核對電子的吸引及電子之間的相互排斥力。由於其他電子的存在往往減弱了原子核對外層電子的吸引力，從而使多電子原子的能級產生交錯現象，Pauling根據光譜實驗資料以及理論計算結果，提出了多電子原子軌道的近似能級圖，用小圓圈代表原子軌道，按能量高低順序排列起來，將軌道能量相近的放在同一個方框中組成一個能級組，共有7個能級組，電子可按這種能級圖從低至高順序填入。
