Una vez que se ha comprendido la forma y el tamaño de los orbitales, se pueden estudiar las energías relativas y determinar cómo estos niveles de energía influyen en las distribuciones electrónicas reales.

Si pensamos en el átomo de hidrógeno, que tiene un solo electrón, podemos ver que la energía de éste estará marcada solo por un número cuántico, esto quiere decir que la energía de los orbitales atómicos se diferenciara únicamente por el número cuántico principal (n).

Si analizamos la figura que se muestra a continuación, podremos observar que los orbitales de una misma capa electrónica se encuentran en el mismo nivel energético. Esto se cumple para átomos monolectrónicos.
 

Pero el diagrama de energía para los átomos polielectrónicos es mucho más complejo. La energía de un electrón en estos átomos depende  del número cuántico principal, pero también del número cuántico secundario.

En la figura que se muestra a continuación podemos observar como es la distribución de los nieveles de energía de los orbitales en un átomo polielectróncio , donde se observa que los niveles energía dependen tanto del número cuántico n y l.
 

 El orden de llenado de los subniveles átomicos en un átomo polielectróncio. Se empieza con el orbital 1s y se continúa con el orbital 2s, siguiendo la dirección de las flechas. Esto es lo que se conoce como la "regla del serrucho":

Recapitulando Los cuartro números cuánticos n, l m y s permiten identificar plenamente al electrón en cualquier orbital de cualquier átomo. Si hacemos una analogía, los cuatro números cuánticos nos dan el "domicilio" de un electrón en un átomo, al igual que una calle, una dirección postal, la ciudad etc, nos dan la información del domicilio de una persona. Por lo general este "domicilio" se expresa como ( n, l, m, s). Ejemplo: si damos la siguiente información ( 2, 0, 0, +1/2), estaremos informando que ese electrón se encuentra en el nivel cuántico principal n=2, en un orbital s (l=0), con un m=0 y se representa con una flecha hacia arriba.

Actividad Interactiva 2.4 Ingresa al link siguiente y realiza el llenado de los electrones para varios átomos. http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/celectron.htm