Pada tahun 1927 Erwin Schrodinger, seorang ahli matematika dari Austria mengajukan teori atom yang disebut teori atom Mekanika Kuantum. Menurut teori ini, kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti, yang dapat ditentukan adalah probabilitas menemukan elektron pada posisi dan waktu tertentu. Daerah dengan probabilitas terbesar menemukan elektron itu disebut orbital. Orbital digambarkan seperti awan yang ketebalannya menyatakan kebolehjadian menemukan elektron di daerah itu. Bentuk dan tingkat energi elektron diperoleh dari persamaan gelombang ketidakpastian. Kemudian pada tahun 1927 Werner Heisenberg seorang ahli fisika dari Kopenhagen Denmark menguatkan teori atom Mekanika Kuantum dengan munculnya asas ketidakpastian. Heisenberg mengemukakan bahwa semua metode eksperimen yang digunakan untuk menentukan posisi atau momentum suatu elektron dapat menyebabkan perubahan baik posisi atau momentumnya. Heisenberg mengembangkan persamaan–persamaan matematika untuk menunjukkan bahwa tidak ada metode eksperimen yang dapat dirancang untuk mengukur dengan serempak posisi maupun momentum elektron. Jika eksperimen dirancang untuk memastikan momentum atau kecepatan elektron ,maka posisinya menjadi tidak pasti. Model atom mekanika kuantum mempunyai persamaan dengan model atom Bohr dalam hal adanya tingkat-tingkat energi.
Setelah membahas tentang sejarah mekanika kuantum, saatnya kita mempelajari mekanisme yang terjadi di dalamnya. Mekanisme utama yang menjadi topik pembahasan dalam mekanika kuantum adalah elektron. Banyak hal-hal yang harus diperhatikan dalam membahas elektron ini, salah satunya dengan memperhatikan bilangan-bilangan kuantumnya. 

a. Bilangan kuantum utama (N)
Bilangan kuantum utama menyatakan tingkat energi utama dalam kulit atom.

Adapun susunan sub kulit berdasarkan tingkat energinya, akan dijabarkan sebagai berikut.
Kulit 1 = s
Kulit 2 = s p
Kulit 3 = s p d
Kulit 4 = s p d f
Kulit 5 = s p d f
Kulit 6 = s p d f
Kulit 7 = s p d f
b. Bilangan Kuantum Azimuth ( l )

d. Bilangan Kuantum Spin (s)
Menyatakan arah perputaran elektron. Nilai spin (-) menyatakan bahwa perputaran elektron berlawanan arah jarum jam, sedangakn (+) menyatakan searah dengan jarum jam.

Bentuk dan orientasi orbital
Bentuk orbital tergantung pada bilangan kuantum azimuth (l) artinya orbital dengan bilangan kuantum yang sama akan mempunyai bentuk yang sama. Orbital 1s, 2s dan 3s mempunyai bentuk yang sama, tetapi ukuran dan tingkat energinya berbeda.

Untuk menggambarkan distribusi elektron dalam atom digunakan konfigurasi elektron
a. Aturan–aturan Penulisan Konfigurasi Elektron

1.Azas Aufbau
Pengisian orbital selalu dimulai dari subkulit dengan tingkat energi yang rendah kemudian ke tingkat energi yang lebih tinggi.
Urutan–urutan tingkat energi ditunjukkan oleh gambar berikut.

2.Azas larangan Pauli
Tidak ada dua elektron dalam satu atom yang mempunyai bilangan kuantum spin yang sama. Dua elektron yang menempati satu orbital mempunyai bilangan kuantum utama, azimuth dan magnetik yang sama, dan mempunyai spin yang berbeda. Kedua elektron ini disebut berpasangan dan dapat dinyatakan dengan gambar berikut.

Dengan demikian satu orbital hanya dapat ditempati oleh dua elektron.
Jadi, jumlah maksimum elektron pada setiap subkulit sama dengan dua kali jumlah orbitalnya.

3.Kaidah Hund
Pada pengisian orbital-orbital dari satu subkulit,mula-mula elektron akan menempati orbital secara sendiri-sendiri dengan spin yang parallel,baru kemudian berpasangan.Hal ini akan meminimalkan tolak menolak antara elektron tersebut.
Contoh: N nomor atom = 7 konfigurasi elektronnya 1s2 2s2 2p3. 
Bentuk orbitalnya sebagai berikut.

4.Aturan penuh dan setengah penuh yang stabil untuk orbital d
Contoh : Cr nomor atom 24 dengan konfigurasi sebagai berikut.

b.Beberapa Catatan tentang Konfigurasi Elektron
1.Ada dua cara menuliskan urutan subkulit
Contoh : menuliskan konfigurasi elektron scandium nomor atom =21.

c.Konfigurasi Elektron Ion
Ion tunggal yang bermuatan x+ terbentuk dari atom netral dengan melepas x elektron. Elektron yang dilepas adalah elektron dari kulit terluar