Questo si basa sul principio di esclusione di Pauli, che afferma che non ci sono due elettroni in un atomo possono avere la stessa serie di quattro numeri quantici.

* n (Numero quantico principale) Descrive il guscio di elettroni.

* l (Numero quantico del momento angolare) descrive la sottoshell (forma dell'orbitale).

* ml (Numero quantico magnetico) descrive l'orientamento dell'orbitale nello spazio.

* MS (Numero quantico di spin) descrive il momento angolare intrinseco dell'elettrone, che può essere girato (+1/2) o girare verso il basso (-1/2).

Poiché il numero quantico di spin può avere solo due valori, un orbitale può contenere solo un massimo di due elettroni, uno con rotazione e uno con spin down.