Cel de-al patrulea nivel principal al energiei din modelul atomic standard diferă de cele trei nivele anterioare prin faptul că este primul nivel care urmează să aibă un substrat și orbitali. Numărul de electroni care pot ocupa al patrulea nivel respectă regula de ocupare cu doi n-pătrați, 32 de electroni.
Nivelurile principale de energie sunt definite de numărul cuantumului principal, căruia i se poate atribui o valoare alfabetică. Numărul cuant principal poate avea numai valori întregi pozitive și este direct proporțional cu dimensiunea orbitală și probabilitatea ca un electron să fie mai departe de nucleu. Un număr mare cuantum principal corespunde unei energii potențiale mai mari a electronului, făcând mai ușor acest electron să părăsească atomul.
N în regula de ocupare cu doi n-pătrari este acest număr cuantum principal. Pe măsură ce numărul cuantic crește, energia și numărul de electroni în nivelul corespunzător cresc și ele. Deoarece fiecare electron într-un nivel de energie suplimentar și mai populat are mai multă energie potențială decât electronii mai aproape de nucleu, un nivel de energie mai umplut are întotdeauna mai multă energie decât un nivel interior umplut.
Electronii sunt mai probabil să se găsească în unele regiuni cu un nivel de energie decât în altele. Aceste regiuni cu probabilitate mare de ocupare au forme specifice și se numesc orbite, care sunt grupate în subsoluri. Primul nivel de energie are doar un s-orbital. Cel de-al doilea nivel are o s și o orbitală. Nivelul al treilea are orbitale s, p și d. Cel de-al patrulea nivel este primul care prezintă funcțiile s, p, d și f.
