由玻尔的理论发展而来的现代量子物理学认为原子核外电子的可能状态是不连续的，因此各状态对应能量也是不连续的。这些能量值就是能级。能级是用来表达在一定能层上（K、L、M、N、O、P、Q）而又具有一定形状的电子云的电子。

19世纪末20世纪初，人类开始走进微观世界，物理学家提出了许多关于原子机构的模型，这里就包括卢瑟福的核式模型。核式模型能很好地解释实验现象，因而得到许多人的支持；但是该模型与经典的电磁理论有着深刻的矛盾。

按经典电磁理论（19世纪末以前建立的物理学通常叫做经典物理学），电子绕核转动具有加速度，加速运动着的电荷（电子）要向周围空间辐射电磁波，电磁波频率等于电子绕核旋转的频率，随着不断地向外辐射能量，原子系统的能量逐渐减少，电子运动的轨道半径也越来越小，绕核旋转的频率连续增大，电子辐射的电磁波频率也在连续地变化，因而所呈现的光谱应为连续光谱。

由于电子绕核运动时不断向外辐射电磁波，电子能量不断减少，电子将沿螺旋形轨迹逐渐接近原子核，最后落于核上，这样，原子应是一个不稳定系统。

实验事实：

原子具有高度的稳定性，即使受到外界干扰，也很不易改变原子的属性；且氢原子所发出的光谱为线状光谱，与经典电磁理论得出的结论完全不同。

能层（英语：Energy level）理论是一种解释原子核外电子运动轨道的一种理论。它认为电子只能在特定的、分立的轨道上运动，各个轨道上的电子具有分立的能量，这些能量值即为能级。电子可以在不同的轨道间发生跃迁，电子吸收能量可以从低能级跃迁到高能级或者从高能级跃迁到低能级从而辐射出光子。氢原子的能级可以由它的光谱显示出来

能级跃迁首先由波尔（Niels Bohr）提出，但是波尔将宏观规律用到其中，所以除了氢原子的能级跃迁之外，在对其他复杂的原子的跃迁规律的探究中，波尔遇到了很大的困难 。

组成物质的原子中，有不同数量的粒子（电子）分布在不同的能级上，在高能级上的粒子受到某种光子的激发，会从高能级跳到（跃迁）到低能级上，这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光 .

氢原子能级：原子各个定态对应的能量是不连续的，这些能量值叫做能级。

①能级公式：En=E1/n2

②半径公式：rn=r1·n2

在氢光谱中，

n=2,3,4,5,…...向n=1跃迁发光形成赖曼线系；

n=3,4,5,6……向n=2跃迁发光形成巴耳末线系；

n=4,5,6,7……向n=3跃迁发光形成帕邢线系；

n=5,6,7,8……向n=4跃迁发光形成布喇开线系，

其中只有巴耳末线系的前4条谱线落在可见光区域内。

③能量最低的能级叫做基态，其他能级叫做激发态。电子“远离”原子核，不再受原子核的吸引力时的状态叫做电离态，电离态的能级为0（电子由基态跃迁到电离态时，吸收的能量最大） 。