Perkembangan teori atom mekanika kuantum berawal dari penemuan Louis de Bragile, elektron dapat bersifat sebagai partikel dan juga sebagai gelombang. Adanya sifat gelombang dan elektron ini menunjukkan bahwa elektron sebenarnya tidak bergerak dalam lintasan dengan tingkat energi tertentu,melainkan tersebar di dalam ruang atom.
Sifat gelombang elektron dijelaskan oleh Erwin Schrodinger dalam teorinya yang kemudian dikenal sebagai teori mekanika kuantum. Schrodinger memberikan gambaran daerah ditemukannya elektron dalam ruang atom. Daerah dengan peluang terbesar untuk menemukan elektron disebut orbital. Peluang menemukan elektron ditunjukkan dengan kerapatan elektron di daerah itu. Istilah orbital dalam mekanika kuantum menunjuk pada ruang tiga dimensi. Berbeda dengan istilah orbital yang digunakan oleh Bohr, yang menunjuk pada ruang dua dimensi.
Bilangan kuantum utama (n) : nomor kulit
Menunjukkan letak electron pada kulit atau tingkat energi utama. Nilai pada bilangan kuantum ini hanya mempunyai nilai positif dan bilangan bulat bukan nol.
n = 1,2,3, dst
Tiap kulit atau setiap tingkat energi ditempati oleh sejumlah electron. Jumlah elektron maksimum yang dapat menempati tingkat energi itu harus memenuhi rumus pauli = 2n2
Bilangan kuantum azimuth (l) : subkulit
Menunjukkan letak electron dalam subkulit, bentuk orbital, dan subtingkat energi electron. Nilai pada bilangan kuantum azimuth ini mungkin bernilai nol atau bilangan bulat positif dan tidak lebih besar dari (n-1).
Nilai l =(n-1)
Subkulit :
§ l = 0 sub kulit s (sharp) 1 orbital
§ l = 1 sub kulit p (principal) 3 orbital
§ l = 2 sub kulit d (diffuse) 5 orbital
§ l = 3 sub kulit f (fundamental) 7 orabital
contoh :
n = 2 maka l = 0 – 2s
l = 1 – 2p
n = 3 maka l = 0 – 3s
l = 1 – 3p
l = 2 – 3d
bilangan kuantum magnetik (m) : orbital
Menunjukkan orientasi orbital dalam ruangan dan juga menunjukkan banyaknya orbital pada subkulit. Nilai pada bilangan kuantum ini adalah -l s.d +l
bilangan kuantum spin (s) : arah rotasi electron
Menunjukkan arah putaran elektron dalam orbital. Dimana elektron digambarkan berotasi menurut sumbunya pada saat dia bergerak mengelilingi inti sama halnya seperti bumi yang yang berotasi pada sumbunya pada saat mengelilingi matahari. Untuk membedakan arah putar electron, maka diberi tanda negatif dan positif. Jadi, nilai s ada 2 macam yaitu s = +1/2 dan s = - 1/2