Trong nguyên tử, các electron chuyển động quanh hạt nhân (bao gồm proton và neutron) theo các quỹ đạo nhất định. Mặc dù không thể xác định chính xác vị trí của từng electron tại một thời điểm nhất định do nguyên lý bất định của Heisenberg, nhưng chúng ta có thể mô tả sự phân bố xác suất của các electron trong không gian quanh hạt nhân.

Sự sắp xếp của các electron trong nguyên tử được quy định bởi các nguyên lý và quy tắc sau:

1. **Nguyên lý Pauli**: Trong một nguyên tử, không có hai electron nào có cùng một bộ số lượng lượng tử. Điều này có nghĩa là mỗi electron trong nguyên tử phải có ít nhất một số lượng lượng tử khác biệt.

2. **Quy tắc Hund**: Khi điền electron vào các orbital trong cùng một phân lớp (subshell), electron sẽ điền vào từng orbital riêng lẻ trước khi bắt đầu đôi cặp trong một orbital. Điều này giúp tối đa hóa số lượng spin song song.

3. **Nguyên tắc xây dựng (Aufbau Principle)**: Các electron sẽ được phân bố vào các orbital từ mức năng lượng thấp đến mức năng lượng cao hơn. Thứ tự điền điện tử sẽ theo thứ tự năng lượng, thường được thể hiện qua biểu đồ (như sơ đồ năng lượng) mà trong đó các orbital sẽ được điền theo thứ tự từ 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.

4. **Số lượng lượng tử**: Mỗi electron trong nguyên tử được mô tả bởi một bộ bốn số lượng tử: số lượng tử chính (n), số lượng tử phụ (l), số lượng tử từ (m_l), và số lượng tử spin (m_s). Những số lượng tử này giúp xác định hình dạng và năng lượng của các orbital mà electron nằm trong đó.

Thông qua các quy tắc và nguyên lý này, các electron trong nguyên tử được phân bố vào các lớp (shells) và phân lớp (subshells) với cách thức quy định rõ ràng, giúp tạo ra cấu trúc nguyên tử và ảnh hưởng đến tính chất hóa học của các nguyên tố.