Vieną iš svarbiausių vietų šiuolaikinio pasaulio moksliniame suvokime užima vadinamoji kvantinė teorija. Jis pagrįstas pozicija, kad elektrone paslėptą energiją galima apskaičiuoti, nes jos vertė gali įgyti tik tam tikras reikšmes. Kartu svarbiausia šios dalykų būklės pasekmė yra išvada, kad elektrono būseną vienu ar kitu metu galima apibūdinti kiekybinių rodiklių rinkiniu – kvantiniais skaičiais.
Pagrindinis kvantinis skaičius šioje teorijoje yra itin svarbus. Šis terminas šiuolaikinėje fizikoje dažniausiai vadinamas kiekybiniu rodikliu, pagal kurį tam tikra elektrono būsena priskiriama tam tikram energijos lygiui. Energijos lygis, savo ruožtu, yra orbitų rinkinys, tarp kurių energijos vertės skirtumas yra labai nereikšmingas.
Kaip matyti iš šios nuostatos, pagrindinis kvantinis skaičius gali būti lygus vienam iš teigiamų natūraliųjų skaičių. Šiuo atveju esminę reikšmę turi kitas faktas. Juk elektronų perėjimo į kitą energijos lygį atveju pagrindinis kvantinis skaičius be klaidų pakeis savo vertę.prasmė. Čia visai tikslinga vesti paralelę su Nielso Bohro modeliu, kai elementarioji dalelė pereina iš vienos orbitos į kitą, ko pasekoje išsiskiria arba absorbuojamas tam tikras energijos kiekis.
Pagrindinis kvantinis skaičius yra labiausiai tiesiogiai susijęs su orbitiniu kvantiniu skaičiumi. Reikalas tas, kad bet koks energijos lygis yra nevienalytis ir apima kelias orbitas vienu metu. Tie, kurie turi tą pačią energinę vertę, sudaro atskirą polygį. Norint išsiaiškinti, kuriam polygiui priklauso ta ar kita orbita, naudojama „orbitinio kvantinio skaičiaus“sąvoka. Norint jį apskaičiuoti, reikia atimti iš pagrindinio kvantinio skaičiaus. Tada visi natūralūs skaičiai nuo nulio iki šio rodiklio sudarys orbitinį kvantinį skaičių.
Svarbiausia šios kiekybinės charakteristikos funkcija yra ta, kad ji ne tik koreliuoja elektroną su vienu ar kitu polygiu, bet ir apibūdina tam tikros elementariosios dalelės judėjimo trajektoriją. Iš čia, beje, ir orbitalių, kurios taip pat žinomos iš mokyklos chemijos kurso, žymėjimas raidėmis: s, d, p, g, f.
Kita svarbi elektrono padėties charakteristika yra magnetinis kvantinis skaičius. Jo pagrindinė fizinė prasmė yra apibūdinti kampinio momento projekciją krypties, sutampančios su magnetinio lauko kryptimi, atžvilgiu. Kitaip tariant, taibūtinas norint atskirti elektronus, užimančius orbitales, kurių kvantinis skaičius yra toks pat.
Magnetinis kvantinis skaičius gali skirtis 2l+1 ribose, kur l yra kiekybinė orbitinio kvantinio skaičiaus charakteristika. Be to, išskiriamas ir magnetinis sukimosi skaičius, būtinas norint apibūdinti grynos formos elementariosios dalelės kvantinę savybę. Sukas yra ne kas kita, kaip impulso momentas, kurį galima palyginti su elektrono sukimu aplink savo įsivaizduojamą ašį.
