Сукупність чисел, які характеризують стан електрона, називаються квантовими числами. Хвильову функцію електрона в атомі, його унікальне стан визначають чотири квантових числа - головне, магнітне, орбітальне і сплін - магнітний момент руху елементарної частки, виражений в кількісному значенні. Головне квантове число має позначення n .Якщо головне квантове число збільшується, то відповідно збільшується і орбіта, і енергія електрона. Чим менше значення n, тим більше значення енергетичної взаємодії електрона з ядром. Якщо сумарна енергія електронів є мінімальною, то такий стан атома називається незбудженим або основним. Стан атома з високим значенням енергії називається збудженим. На енергетичному рівні найбільше число електронів можна визначити формулою N = 2n2.Когда трапляється перехід електрона з одного енергетичного рівня на інший, змінюється і головне квантове число.У квантовій теорії прийнято твердження, що енергія електрона квантуется, тобто може приймати лише дискретні, певні значення. Щоб знати стан електрона в атомі необхідно враховувати енергію електрона, форму електронної хмари та інших параметрів. З області натуральних чисел, де n може дорівнювати 1 і 2, і 3 і так далі, головне квантове число може приймати яке завгодно значення. У квантовій теорії енергетичні рівні позначають буквами, значення n - числами. Номер періоду, де знаходиться елемент, дорівнює числу енергетичних рівнів в атомі, що знаходиться в основному стані. Всі енергетичні рівні складаються з підрівнів. Подуровень складається з атомних орбіталей, які визначаються, характеризуються головним квантовим числом n, орбітальним числом l і квантовим числом ml. Число підрівнів кожного рівня не перевищує значення n.Волновое рівняння Шредінгера є найзручнішим описом електронної будови атома.