Mức năng lượng chính thứ tư trong mô hình nguyên tử chuẩn khác với ba mức trước đó ở chỗ là mức đầu tiên trở đi có cấp f-sublevel và các obitan. Số electron có thể chiếm mức thứ tư tuân theo quy tắc chiếm bình phương hai n, 32 điện tử.
Các mức năng lượng chính được xác định bằng số lượng tử nguyên tắc, số lượng tử này có thể được gán một giá trị theo thứ tự bảng chữ cái. Số lượng tử chính chỉ có thể có các giá trị nguyên dương và tỷ lệ thuận với kích thước quỹ đạo và xác suất electron ở xa hạt nhân hơn. Số lượng tử chính lớn hơn tương ứng với thế năng của electron lớn hơn, khiến electron này rời khỏi nguyên tử dễ dàng hơn.
Số n trong quy tắc sử dụng bình phương hai n là số lượng tử chính này. Khi số lượng tử tăng lên, năng lượng và số lượng của các electron trong mức tương ứng cũng tăng lên. Vì mỗi điện tử ở mức năng lượng xa hơn và đông đúc hơn có nhiều thế năng hơn các điện tử ở gần hạt nhân hơn nên mức năng lượng cao hơn được lấp đầy luôn có nhiều năng lượng hơn mức bên trong được lấp đầy.
Các electron có nhiều khả năng được tìm thấy ở một số vùng của một mức năng lượng hơn những vùng khác. Các khu vực có khả năng chiếm đóng cao này có hình dạng cụ thể và được gọi là các quỹ đạo, được nhóm lại với nhau trong các mức bán lại. Mức năng lượng đầu tiên chỉ có quỹ đạo s. Mức thứ hai có một quỹ đạo s và một quỹ đạo p. Cấp thứ ba có các obitan s, p và d. Cấp độ thứ tư là cấp độ đầu tiên có các obitan s, p, d và f.
