一切自然变化进行的方向都是使能量降低，因为能量较低的状态比较稳定，此谓能量最低原理。子轨道能量的高低主要由主量子数n和角量子数l决定。当l相同时，n越大，原子轨道能量E越高，当n相同时，l越大，能级也越高，当n和l都不同时，情况比较复杂，必须同时考虑原子核对电子的吸引及电子之间的相互排斥力。由于其他电子的存在往往减弱了原子核对外层电子的吸引力，从而使多电子原子的能级产生交错现象，Pauling根据光谱实验数据以及理论计算结果，提出了多电子原子轨道的近似能级图，用小圆圈代表原子轨道，按能量高低顺序排列起来，将轨道能量相近的放在同一个方框中组成一个能级组，共有7个能级组，电子可按这种能级图从低至高顺序填入。