Consideriamo il primo elemento chimico, l’idrogeno H, che possiede un solo protone e di conseguenza un solo elettrone che si andrà a collocare nell’orbitale con minor energia, l’orbitale 1s. Diremo che la configurazione elettronica dell’idrogeno è 1s¹. L’apice “1” sta ad indicare la presenza di un elettrone nell’orbitale 1s. Possiamo anche rappresentare graficamente la configurazione elettronica dell’idrogeno come nella figura seguente.

Consideriamo ora il secondo elemento chimico, l’elio He, che possiede nel nucleo due protoni e due neutroni e di conseguenza due elettroni che si andranno a collocare nell’orbitale con minor energia, l’orbitale 1s. Diremo che la configurazione elettronica dell’idrogeno è 1s². L’apice “2” sta ad indicare la presenza di due elettroni nell’orbitale 1s. Consideriamo anche la rappresentazione grafica dell’elio. Le due frecce rappresentano i due elettroni ed hanno la punta orientata in verso opposto per ricordare che i due elettroni hanno un opposto senso di rotazione o spin.

Si dice che l’elio ha il “duetto” pieno. Per duetto intendiamo i due elettroni presenti nel primo ed unico guscio elettronico dell’elio. Tale saturazione conferisce una caratteristica di NON reattività chimica. L’elio si presenta così in natura sotto forma di gas monoatomico.

Il terzo elemento chimico, il litio Li, possiede tre elettroni. I primi due completano il primo livello energetico riempendo l’orbitale 1s; il terzo elettrone andrà a collocarsi al secondo livello nell’orbitale 2s. La  configurazione elettronica è 1s²2s¹.

Il quarto elemento chimico, il berillio Be, possiede quattro elettroni. I primi due completano il primo livello energetico riempendo l’orbitale 1s; gli altri due elettroni andranno a collocarsi al secondo livello nell’orbitale 2s. La  configurazione elettronica è 1s²2s².

Il quinto elemento chimico, il boro B, possiede cinque elettroni. I primi due completano il primo livello energetico riempendo l’orbitale 1s; dei tre elettroni rimanenti due andranno a collocarsi al secondo livello nell’orbitale 2s e l’ultimo si collocherà in uno dei tre orbitali 2p. La  configurazione elettronica è 1s²2s²2p¹.

Il sesto elemento chimico, il carbonio C, possiede sei elettroni. I primi due completano il primo livello energetico riempendo l’orbitale 1s; dei quattro elettroni rimanenti due andranno a collocarsi al secondo livello nell’orbitale 2s e gli ultimi due si collocheranno negli orbitali 2p. La  configurazione elettronica è 1s²2s²2p².

Gli ultimi due elettroni che si trovano negli orbitali 2p si collocano in due diversi orbitali di tipo p piuttosto che in un unico orbitale. Questo avviene per il Principio di Hund che afferma: « Se in un sottostrato si ha più di un orbitale, si associano gli elettroni con spin paralleli ad orbitali distinti nel sottostrato, anziché appaiarne due in uno stesso orbitale ». Per sottostrato si intende un gruppo di orbitali omologhi come i tre orbitali p. Gli spin paralleli sono rappresentati utilizzando frecce tutte rivolte verso l’alto.

Continuando la serie crescente degli elementi chimici al crescere del numero atomico avremo le seguenti configurazioni.

Il Neon Ne completa la serie. Con tutti gli orbitali pieni possiede una struttura molto stabile che gli conferisce la caratteristica di non aver bisogno di legarsi ad altri atomi e può esistere isolato come molecola monoatomica. Si dice che il neon ha l’ “ottetto” pieno. Per ottetto intendiamo gli otto elettroni presenti nel guscio elettronico esterno del neon (due elettroni in 2s e sei elettroni in 2p). Tale saturazione conferisce una caratteristica di NON reattività chimica. Per questo motivo il Neon si presenta in natura sotto forma di gas monoatomico.

Tutti gli elementi come l’elio He e il neon Ne che hanno tutti gli orbitali del guscio esterno completamente riempiti di elettroni, sono chiamati “gas nobili”.

Dopo il Neon abbiamo il sodio Na con undici protoni ed undici elettroni. Collocherà l’undicesimo elettrone nel terzo livello nell’orbitale 3s. La sua configurazione sarà 1s²2s²2p⁶3s¹ .

Continuiamo con lo stesso criterio, che abbiamo visto andando dal Litio fino al Neon nel riempimento del secondo livello, fino ad arrivare al completo riempimento degli orbitali 3s e 3p arrivando  all’Argon Ar: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶.

Posizionando così il diciannovesimo elettrone nell’orbitale 4s abbiamo il potassio K: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹ che possiede un elettrone del quarto guscio, nell’orbitale 4s.

Continuiamo la serie con il ventesimo elemento chimico il calcio Ca: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s² che possiede due elettroni nel quarto guscio, entrambi nell’orbitale 4s.

Molti quiz fanno riferimento al calcio Ca. È  bene ricordare che è il ventesimo elemento (20 protoni nel nucleo e venti elettroni negli orbitali) e possiede una massa atomica pari a 40 u.m.a.

I cinque orbitali 3d che non erano stati finora interessati ora iniziano ad essere riempiti a partire dallo scandio Sc, per arrivare allo zinco Zn. Il riempimento dei cinque orbitali 3d utilizza dieci elettroni. Avremo così dieci elementi chimici dei quali è utile ricordare che il primo è lo scandio Sc e l’ultimo lo zinco Zn e tra questi abbiamo il ferro Fe, il rame Cu, il cromo Cr e il manganese Mn.

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Dopo gli orbitali 3d si passa al quarto livello nel quale già era stato riempito l’orbitale 4s.

Si continua con la stessa logica fino all’ultimo elemento chimico conosciuto. Gli orbitali f che sono presenti a partire dal quarto livello vengono riempiti anche loro “in ritardo” come già succede per gli orbitali d. Nei quiz dei test di ammissione non sono mai state poste domande riguardanti il riempimento degli orbitali f.