Kvantová čísla
Kromě toho, že se dá mapa elektronové hustoty získat měřením, dá se také vypočítat pomocí slavné Schrödingerovy rovnice. K tomuto výpočtu jsou nezbytná právě kvantová čísla. Jsou čtyři - hlavní, vedlejší, magnetické a spinové. Každé z nich určuje něco jiného, a jejich vysvětlení následuje.
Hlavní kvantové číslo
Hlavní kvantové číslo, označuje se jako n, udává, jakou energii elektron má. Čím vyšší energii elektron má, tím se zvyšuje pravděpodobnost, že bude dále od jádra. Jinými slovy, čím vyšší je toto číslo, tím větší je orbital pro daný elektron. Orbitaly 1 \mathrm{~s} a 2 \mathrm{~s} tedy budou mít stejný tvar, ale orbital 2 \mathrm{~s} bude větší. Hlavní kvantové číslo musí být celé kladné číslo: 1, 2, 3, 4 …
Vedlejší kvantové číslo
Toto číslo se označuje jako I a udává, jaký tvar a částečně i energii bude mít orbital pro daný elektron. Vedlejší kvantové číslo může mít hodnoty 0, 1, 2, 3 až po n-1 (tedy vedlejší kvantové číslo musí být vždy menší než hlavní kvantové číslo). Každé z těchto čísel odpovídá jinému tvaru orbitalu, ty se také často značí písmenem:
Magnetické kvantové číslo
Magnetické číslo, které se značí jako m_{\mathrm{I}}, udává orientaci orbitalu v prostoru. Může mít hodnoty od -\mathrm{I} do +\mathrm{I} (čti minus el, plus el), a to včetně nuly. Z toho vyplývá, že orbital elektronu, který má vedlejší kvantové číslo 0, bude mít pouze jednu možnost prostorové orientace. Konec konců, je to koule, která vypadá ze všech stran stejně, naproti tomu orbital p, pro nějž je hodnota I rovna 1, bude mít tři možné prostorové orientace:
Vzniknou tak tři různé „podorbitaly”. Elektrony v těchto orbitalech mají stejnou energii. Dvěma nebo více orbitalům, které mají stejnou energii, se říká degenerované.
Spinové kvantové číslo
Udává se, že spin je vnitřní moment hybnosti elektronu. Ve skutečnosti však nikdo přesně neví, co to spin je, a není ani možné ho přirovnat k něčemu, co znáš ze života. Právě kvůli tomu, jak těžké je si ho pod něčím představit, se často (i když nepřesně) přirovnává ke směru točení. Spinové číslo se označuje písmenem \mathbf{m}_{\mathbf{s}} a bude ti stačit vědět, že může mít jen dvě hodnoty a to -\frac12\:\mathrm{a}+\frac12.