多电子原子的原子轨道能级→　科顿原子轨道能级图　
　　对于氢原子来讲，核外只有一个电子，这个电子的能量是由主量子数n决定的，与角量子数l无关。
　　　（５-１１）
　　对于多电子原子来讲，电子的能量不仅要考虑原子核对其的吸引，还应考虑各轨道之间的电子的排斥作用。因此，多电子原子的原子轨道能级就有可能发生改变，光谱实验结果证实了这一点。

　　　　　　　科顿原子轨道能级图　　　　　　　鲍林原子轨道近似能级图“★★★”　　　　　　　　　　　　　　

　　应该注意的是，鲍林的原子轨道能级图是他假设所有不同元素原子的能级高低次序完全一样提出的，所以是近似能级图，它解释不清原子轨道能级交错现象，更不能反映多电子中性原子的原子轨道能级与原子序数的变化关系。量子力学理论和光谱实验证明，随着原子序数的增加，核对电子的吸引力增强，原子轨道的能量逐渐降低，而且各原子轨道能量降低的程度是不同的，因此，各轨道能级顺序会发生改变。
　　科顿（F．A．Cotton）的原子轨道能级图（图5-20），是在光谱实验的基础上总结出来的，最大的优点是反映了原子轨道能级与原子序数的关系。
　　从图5-20中可以看到，对于单电子原子如1H，轨道能级是由主量子数n来决定。对于多电子原子，如 　Li、K等轨道的能量则是由主量子数n和角量子数l决定。我们还可看到，ns，np 轨道的能级随原子序数的增加而降低的坡度较为正常，而nd、nf 降低的过程就很特殊，由于原子轨道能级降低的坡度不同，出现了能级交错的现象。
　　［以3d 和4s 能级曲线为例］
　又如原子序数Z=31-57时 E＜E＜E ，这些能级交错现象很好地反映在科顿原子轨道能级图中，为了近似地解释这种现象，才提出了屏蔽效应和钻穿效应。