Quantenzahlen werden verwendet, um die Energie und Form eines Elektronenorbitals innerhalb eines Atoms zu beschreiben. Diese Zahlen werden durch die Buchstaben n, l, m und s dargestellt. Die Quantenzahl des Energieniveaus, dargestellt durch den Buchstaben n, repräsentiert die Energie des Elektrons innerhalb des Orbitals. Diese Zahl kann gleich (1,2,3,4...) sein. Je höher die Zahl, desto weiter ist das Orbital vom Kern entfernt.
Die Winkelquantenzahl, dargestellt durch l, gibt die Richtung der Umlaufbahn an. Es beschreibt die Form der Elektronenbahn. Die für l zulässigen ganzen Zahlen reichen von 0 bis (n-1). Die dritte Zahl, die magnetische Quantenzahl, bezieht sich auf die Bahnrichtung der Elektronen. "m" hat einen zulässigen Satz von ganzen Zahlen im Bereich von -l bis +l. Die vierte und letzte Quantenzahl, dargestellt durch s, wird Spinquantenzahl genannt. Für diese Zahl sind nur zwei ganze Zahlen zulässig: +1/2 steht für ein „Spin-Up“-Elektron und –1/2 für ein „Spin-Down“-Elektron.
Wissenschaftler glaubten ursprünglich, dass sich Elektronen auf ähnliche Weise um den Kern herum bewegen wie Planeten um die Sonne. Mit nur einer Quantenzahl (n) zur Darstellung der Umlaufbahn war das Bohr-Modell unvollständig. Später verglich die Schrödinger-Gleichung die Bewegungen von Elektronen um den Kern herum mit einer Wolke und führte die anderen drei Quantenzahlen ein.
