Головне квантове число - це ціле число, яке є визначенням стану електрону на енергетичному рівні. Енергетичний рівень - це набір стаціонарних станів електрону в атомі з близькими значеннями енергії. Головне квантове число визначає віддаленість електрона від ядра, і характеризує енергіюелектронів, які цей рівень займають. Сукупність чисел, які характеризують стан електрону, називаються квантовими числами. Хвильову функцію електрону в атомі, його унікальний стан визначають у квантових числах - головне, магнітне, орбітальне і сплін - магнітний момент руху елементарної частинки, виражений у кількісному значенні. Головне квантове число має значення n. Якщо головне квантове число збільшується, то відповідно збільшується і орбіта, і енергія електрону. Чимменше значення n, тим більше значення енергетичної взаємодії електрона з ядром. Якщо сумарна енергія електронів є мінімальною, то такий стан атома називається неприпустимим або основним. Стан атома з високим значенням енергії називається збудженим. На енергетичному рівні найбільше число електронів можна визначити формулойN = 2n2.Коли випадково перехід електрона з одного енергетичного рівня на інший, змінюється і головне квантове число. У квантовій теорії прийнято твердження, що енергія електрона квантується, тобто можна приймати лише дискретні, певні значення. Щоб знати стан електрона в атомі необхідно враховувати енергію електрону, форму електронної хмари та інших параметрів. З області натуральних чисел, де n може бути дорівнює 1 і 2, і 3 і так далі, головне квантове число може приймати яке завгодно значення. У квантовій теорії енергетичні рівні позначають літерами, значення n- числами. Номер періоду, де знаходиться елемент, дорівнює числу енергетичних рівнів в атомі, що знаходиться в основному стані. Всі енергетичні рівні складаються з подурівнів. Подуровень складається з атомних орбіталів, які визначаються, характеризуються головним квантовим числом n, орбітальним числом l і квантовим числом ml. Число подуровней кожного рівня не перевищує n. Хвильове рівняння Шредінгера є найзручнішим описом електронної будови атома.
