یکی از مهم ترین مکان ها در ادراک علمی از دنیای مدرن را نظریه موسوم به کوانتوم اشغال کرده است. این بر اساس موقعیتی است که انرژی پنهان در یک الکترون را می توان محاسبه کرد، زیرا مقدار آن فقط می تواند مقادیر خاصی را به خود بگیرد. در عین حال، مهمترین پیامد این وضعیت این است که وضعیت یک الکترون در یک زمان یا زمان دیگر را می توان با مجموعه ای از شاخص های کمی - اعداد کوانتومی توصیف کرد.
عدد کوانتومی اصلی در این نظریه از اهمیت بالایی برخوردار است. این اصطلاح در فیزیک مدرن معمولاً یک شاخص کمی نامیده می شود که براساس آن یک حالت معین از یک الکترون به سطح انرژی معینی نسبت داده می شود. سطح انرژی، به نوبه خود، مجموعه ای از اوربیتال ها است که تفاوت ارزش انرژی بین آنها بسیار ناچیز است.
همانطور که از این ماده بر می آید، عدد کوانتومی اصلی می تواند برابر با یکی از اعداد طبیعی مثبت باشد. در این مورد، واقعیت دیگری از اهمیت اساسی برخوردار است. از این گذشته، در صورت انتقال الکترون به سطح انرژی متفاوت، عدد کوانتومی اصلی بدون شکست مقدار خود را تغییر می‌دهد.معنی در اینجا کاملاً مناسب است که یک موازی با مدل نیلز بور ترسیم کنیم، جایی که یک ذره بنیادی از یک مدار به مدار دیگر می گذرد و در نتیجه مقدار معینی انرژی آزاد یا جذب می شود.
عدد کوانتومی اصلی مستقیماً با عدد کوانتومی مداری مرتبط است. مسئله این است که هر سطح انرژی از نظر ماهیت ناهمگن است و همزمان چندین اوربیتال را شامل می شود. آنهایی از آنها که ارزش انرژی یکسانی دارند یک سطح فرعی جداگانه تشکیل می دهند. برای اینکه بفهمیم این یا آن اوربیتال به کدام سطح فرعی تعلق دارد، از مفهوم "عدد کوانتومی مداری" استفاده می شود. برای محاسبه آن باید از عدد کوانتومی اصلی کم کرد. سپس تمام اعداد طبیعی از صفر تا این نشانگر عدد کوانتومی مداری را تشکیل خواهند داد.
مهمترین عملکرد این مشخصه کمی این است که نه تنها یک الکترون را با یک سطح فرعی مرتبط می کند، بلکه مسیر حرکت یک ذره بنیادی معین را نیز مشخص می کند. از این رو، به هر حال، تعیین حروف اوربیتال ها، که از درس شیمی مدرسه نیز شناخته می شوند: s, d, p, g, f.
یکی دیگر از مشخصه های مهم موقعیت الکترون، عدد کوانتومی مغناطیسی است. معنای فیزیکی اصلی آن مشخص کردن پیش‌بینی تکانه زاویه‌ای با توجه به جهت منطبق با جهت میدان مغناطیسی است. به عبارت دیگر، آن رابرای تمایز بین الکترون‌هایی که اوربیتال‌هایی را اشغال می‌کنند که عدد کوانتومی آنها یکسان است، ضروری است.
عدد کوانتومی مغناطیسی می تواند در 2l+1 تغییر کند، جایی که l یک مشخصه کمی عدد کوانتومی مداری است. علاوه بر این، یک عدد اسپین مغناطیسی نیز متمایز می شود که برای مشخص کردن ویژگی کوانتومی یک ذره بنیادی در شکل خالص آن ضروری است. اسپین چیزی نیست جز یک لحظه تکانه که می‌توان آن را با چرخش یک الکترون به دور محور خیالی خود مقایسه کرد.
