当原子处在基态时，原子核外电子的排布遵循三个原则：
(1)泡利不相容原理——一个原子轨道最多只能容纳两个电子，并且自旋方向相反。或者说，在同一原子里，不会出现电子层、电子亚层、电子云伸展方向和电子自旋状态完全相同的电子。各电子层最多能容纳2n2个电子，n是电子层标号。
(2)能量最低原理——在满足泡利原理前提下，电子将按照使体系总能量最低的原则填充。量子化学计算结果表明，当有d电子填充时（例如第四周期Ni，3d轨道能E3d=-18.7eV，而E4s=-7.53eV），E3dE4s，发生了能级“倒置”现象，其他第五、六、七周期也有类似情况。所以不能简单地说电子是按轨道能由低到高的次序填入，但总可以说是按n+0.7l 值由小到大的次序填充。其中n是主量子数，l是角量子数。
(3)洪特规则——在同一亚层的各个能量相等的轨道上，电子尽可能分占不同轨道，且自旋状态相同。
原子电子层是由多个轨道组成的。每个轨道都有不同的能量水平，且在原子核周围存在不同的层数。一般来说，原子中最靠近核心的轨道具有最低的能量水平，而越往外的轨道则能量越高。原子电子层轨道分布是由静电相互作用和量子力学原理共同决定的。不同类型的轨道具有不同的形状和能量，可以容纳不同数量的电子。这些电子在轨道中以固定的方式运动，它们的能量和运动状态可以通过量子态些表示。
原子是由质子、中子和电子组成的基本粒子。在宇宙大爆炸后，宇宙中的元素开始逐渐形成。在星际云中，氢原子通过引力开始聚集，并在压力和温度的作用下进行核融合，形成氦原子。这个过程被称为核合成。进一步的核融合形成了其他原子，例如碳、氧、铁等元素。
在地球上，化学反应、放射性衰变等过程也引起原子形成。最终，所有的物质都是由原子组成的，形成了我们所看到的宇宙和地球。