Alle fünf Darstellungen sagen dasselbe aus — sie unterscheiden sich nur darin, wie genau sie hinsehen.
Die gröbste Beschreibung: Wie viele Elektronen sitzen auf welcher Schale? Die Schreibweise 12 28 38 42 nennt nur diese Zahlen. Das gezeichnete Schalenmodell mit vier Schalen reicht bis Calcium; danach hält die Faustregel 2/8/8/8 nicht mehr, weil ab Scandium die dritte Schale weiter aufgefüllt wird.
Dieselbe Information, aber nach der Energie geordnet: Jede Stufe steht für ein Energieniveau, weiter oben bedeutet energiereicher. Auch dieses Modell wird hier bis Calcium gezeigt.
Hier werden die Schalen in Unterniveaus aufgeteilt: s, p, d und f. 1s2 2s2 2p3 heißt: zwei Elektronen im 1s-Orbital, zwei im 2s-Orbital, drei in den 2p-Orbitalen.
Der innere Teil wird durch das Symbol des vorangehenden Edelgases ersetzt. Statt 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 schreibt man kurz [Ne] 3s2 3p3. Das rückt genau die Elektronen in den Blick, die für das chemische Verhalten zuständig sind.
Die genaueste Darstellung: Jedes Kästchen ist ein Orbital, jeder Halbpfeil ein Elektron. Sie zeigt, was die anderen Schreibweisen verschweigen — ob Elektronen einzeln oder paarweise sitzen. Dafür gelten drei Regeln:
Aufbauprinzip: Orbitale werden von unten nach oben besetzt. Hundsche Regel: Innerhalb eines Unterniveaus wird jedes Orbital erst einfach besetzt, bevor gepaart wird. Pauli-Prinzip: In einem Orbital sitzen höchstens zwei Elektronen, und die müssen entgegengesetzten Spin haben — deshalb zeigen die beiden Halbpfeile in verschiedene Richtungen.
Die Konfigurationen sind gegen die Datenbank des NIST geprüft, für alle dort dokumentierten Grundzustände — einschließlich der Ausnahmen vom Aufbauprinzip wie Chrom, Kupfer oder Palladium. Ab Rutherfordium wird keine Konfiguration angegeben, weil dort der Grundzustand experimentell nicht gesichert ist.