Електрони займають рівні послідовно, в порядку збільшення їхньої енергії (Принцип найменшої енергії). Число енергетичних рівнів в атомі дорівнює номеру періоду, в якому знаходиться елемент. У цьому полягає фізичний зміст номера періоду таблиці Д.

Електрони заповнюють енергетичні рівні у порядку збільшення їх енергії: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s ≈ 4d < 5p < 6s < 4f ≈ 5d < 6p < 7s < 5f ≈ 6d < 7p. Енергія підрівнів визначається сумою головного та орбітального квантових чисел (n + l ):

Енергетичний рівень (електронний шар) – Сукупність електронів з близькими значеннями енергії. Енергетичні рівні нумерують, починаючи з найближчого до ядра. Встановлено, що максимальна кількість електронів на енергетичному рівні дорівнює 2n², де n – його номер.

Електрони займають орбіталі послідовно, починаючи з першого енергетичного рівня, у порядку зростання енергії рівнів. Спочатку «заселяється» перший енергетичний рівень, потім другий, третій і т. д. Цей принцип називають принципом найменшої енергії.