Modern atom teorisi; Atomlarda belirli bir enerji seviyesi vardır. Atomlar belirli bir enerji seviyesi vardır. Elektronlar ancak bu şekilde atomlarda vardır. Bohr atom modelindeki, tek elektronlu atomların davranışlarını açıklanması başarılı olmakla beraber, çok elektron bulunduran atomların ise davranışlarındaki açıklamada yetersizdir. Modern atom teorisine göre; Bohr atom teorisinde olduğu gibi elektronları yörüngelerindeki sabit bir hızla dönen tanecikler şeklinde düşünmek doğru değildir. Bu nedenle elektronların hızını ve yerleri için net bir şey söylenememektedir. Elektronların bulunma ihtimalinin olduğu kısımlardan bahsedilir.
Modern atom teorisinin modelinin varsayımları ise şunlardır;
Elektronlar çekirdeğin etrafında belli enerji seviyesinde bulunur. Bütün enerji seviyesi “n” ile belirtilir. Bu enerji seviyesine baş kuant sayısı da denir. Bu baş kuant sayısı orbitallerin çekirdekten olan ortalama uzaklarını veya enerjisini belirtir. Çekirdekten uzaklaşıldıkça enerjisi artar. Bunun için protonların elektronlarının çekim gücü zayıflar, bundan dolayı da elektronların hareketleri ve enerjileri artar.
Elektronlar hem kendi etraflarında hem de çekirdeğin kendi etrafında dönerler. Elektronların kendi çevresinde dönme şekline spin hareketi, çekirdek çevresindeki dönme şekline de orbital hareketi denir. Çekirdek etrafında dönmesi sırasında elektronların bulunma olasılığı yüksek olduğu geometrik kısımlara ise orbital denir. Dört çeşit orbital vardır.
s orbitali: Küresel bir şekle sahiptir. Birinci enerji seviyesinden itibaren her enerji düzeyinde birer tane s orbitali bulunur ve en çok iki elektron alır.
p orbitali: İkinci enerji seviyesinden itibaren her enerji düzeyinde bulunur. p orbitalleri, px, py ve pz olmak üzere üç çeşiti vardır. Aynı enerji seviyesinde bulunan üç orbitalin de enerjileri seviyeleri eşittir ve en çok altı elektron alabilirler.
d orbitali: Üçüncü enerji seviyesinden itibaren her enerji düzeyinde vardır. Beş çeşit d orbitali mevcuttur. Aynı enerji düzeyinde bulunan beş orbitalin enerjileri ise birbirine eşittir. En çok on elektron alabilirler.
f orbitali: Dördüncü enerji seviyesinden itibaren her enerji düzeyinde enerjileri birbirine eşit yedi tane f orbitali vardır. En çok 14 elektron alabilirler.
Modern atom teorisinde elektron dizilişleri ise;
Elektronların orbitalleri doldurmasında bilinen kurallar vardır. Bunlar ise; Elektronlar önce enerjisi en az olan orbitali doldurduktan sonra bir orbitalin enerjisi olan çekirdeğe yaklaştıkça azalmaya başlar. Eşit temel enerji seviyesindeki orbitallerin enerjileri arasındaki büyüklük sırası ise s < p < d < f şeklinde oluşmuştur. Buna göre enerjisi en düşük olan orbital ise 1s dir.
Bir orbital iki en asgari iki elektron taşıyabilir. Bir orbitaldeki iki elektronun dönme şekilleri tam terstir. Bu kanuna Pauliyi dışlayan bir ilkedir. Elektronların bu şekilde ters dönmeleri, oluşturdukları manyetik alanın yönlerinin ters olmasına neden olur. Bu şekildeki elektronlar zıt kutupları yan yana getirilmiş iki mıknatıs gibi birbirini çekerek işler.