ഇലക്ട്രോണുകൾ അണുകേന്ദ്രവുമായി കൂളോം ബലം വഴി ബന്ധിതമാകാം. ഒരു അണുകേന്ദ്രവുമായി ബന്ധിതമായ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ കൂട്ടമാണ്‌ ആറ്റം. ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണവും അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെ ചാർജ്ജും വ്യത്യസ്തമാണെങ്കിൽ അത്തരം ആറ്റങ്ങളെ അയോണുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ബന്ധിതമായ ഇലക്ട്രോണിന്റെ തരംഗസ്വഭാവം അറ്റോമിക് ഓർബിറ്റൽ എന്ന ഫങ്ഷൻ വഴി വിശദീകരിക്കുന്നു. ക്വാണ്ടം സംഖ്യകളുടെ ഒരു കൂട്ടമാണ്‌ അറ്റോമിക ഓർബിറ്റുകളെ പൂർണ്ണമായി നിർവചിക്കുന്നത്. ഊർജ്ജം, കോണീയസംവേഗം, കോണീയസംവേഗത്തിന്റെ പ്രൊജക്ഷൻ എന്നിവയാണ്‌ ഈ ക്വാണ്ടം സംഖ്യകൾ കൊണ്ടുദ്ദേശ്യം. അണുകേന്ദ്രത്തിനു ചുറ്റുമുള്ള ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് ഈ പരിമാണങ്ങൾക്ക് നിശ്ചിത വിലകളേ ഉണ്ടാകൂ. പൗളി അപവർജ്ജനനിയമമനുസരിച്ച് ഒരു ഓർബിറ്റലിൽ രണ്ട് ഇലക്ട്രോണുകൾക്കേ നിലനിൽക്കാനാകൂ - അവയുടെ സ്പിൻ ക്വാണ്ടം സംഖ്യ വ്യത്യസ്തമായിരിക്കുകയും വേണം.

ഊർജ്ജവ്യത്യാസങ്ങൾക്ക് തുല്യമായ ഊർജ്ജമുള്ള ഫോട്ടോണുകൾ ഉത്സർജ്ജിക്കുകയോ ആഗിരണം ചെയ്യുകയോ വഴി ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് ഒരു ഓർബിറ്റലിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് മാറാനാകും. കണങ്ങളുമായുള്ള ഘട്ടനങ്ങൾ, ഓഗർ പ്രഭാവം എന്നിവ വഴിയും ഓർബിറ്റൽ മാറ്റം സംഭവിക്കാം. ആറ്റത്തിൽ നിന്ന് പുറത്തുകടക്കണമെങ്കിൽ ഇലക്ട്രോണിന്‌ ബന്ധനോർജ്ജത്തിലധികം ഊർജ്ജം ലഭിക്കേണ്ടതായുണ്ട്. ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് പ്രഭാവത്തിൽ ഇലക്ട്രോൺ ആറ്റത്തിന്റെ അയണീകരണ ഊർജ്ജത്തിലുമേറെ ഊർജ്ജമുള്ള ഫോട്ടോൺ ആഗിരണം ചെയ്യുമ്പോൾ ഇതാണ്‌ സംഭവിക്കുന്നത്.

ഇലക്ട്രോണുകളുടെ കോണീയസംവേഗം ക്വാണ്ടൈസ്ഡ് ആണ്‌ - അതായത്, ഇതിന്‌ നിശ്ചിതവിലകളേ സ്വീകരിക്കാനാകൂ. ഇലക്ട്രോണിന്‌ ചാർജ്ജുള്ളതിനാൽ കോണീയസംവേഗത്തിന്‌ സമാന്തരമായ കാന്തികമൊമന്റും അതിനുണ്ട്. ആറ്റത്തിന്റെ കാന്തികമൊമന്റ് ഇലക്ട്രോണുകളുടെയും അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെയും ഓർബിറ്റൽ, സ്പിൻ കാന്തികമൊമന്റുകളുടെ തുകയാണ്‌. ഇതിൽ അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെ കാന്തികമൊമന്റ് ഇലക്ട്രോണുകളുടേതുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ വളരെ ചെറുതാണ്‌. ഒരേ ഓർബിറ്റലിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന രണ്ട് ഇലക്ട്രോണുകളുടെ കാന്തികമൊമന്റുകൾ പരസ്പരം റദ്ദാക്കുന്നു.

ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിന്റെ നിയമങ്ങൾക്ക് വിധേയമായുള്ള വിദ്യുത്കാന്തികപ്രവർത്തനങ്ങളാണ്‌ രാസബന്ധനങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നത്. ആറ്റങ്ങൾ ഇലക്ട്രോണുകളെ പങ്കുവയ്ക്കുകയോ കൈമാറുകയോ ചെയ്യുമ്പോഴാണ്‌ ശക്തിയേറിയ രാസബന്ധനങ്ങൾ രൂപം കൊള്ളുന്നത്. ഇങ്ങനെ തന്മാത്രകൾ രൂപമെടുക്കുന്നു. ഒരു തന്മാത്രയുടെ ഭാഗമായ ഇലക്ട്രോണുകൾ വിവിധ അണുകേന്ദ്രങ്ങളുടെ വിദ്യുത്കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങളുടെ സ്വാധീനത്തിൽ വരുന്നു. സ്വതന്ത്ര ആറ്റങ്ങളിൽ അറ്റോമിക് ഓർബിറ്റലുകളിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നതിന്‌ സമാനമായി തന്മാത്രകളിൽ മോളിക്യുലാർ ഓർബിറ്റലുകളിലാണ്‌ ഇവ സ്ഥിതിചെയ്യുക. ഇലക്ട്രോൺ ജോടികളുടെ സാന്നിദ്ധ്യം തന്മാത്രകളുടെ ഘടനയിലെ പ്രധാന ഘടകമാണ്‌. വിപരീത സ്പിന്നുകളുള്ളതും പൗളി അപവർജ്ജനനിയമമനുസരിച്ചുകൊണ്ടുതന്നെ ഒരേ ഓർബിറ്റലിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നതുമായ രണ്ട് ഇലക്ട്രോണുകളാണ്‌ ഒരു ഇലക്ട്രോൺ ജോഡിയിലുണ്ടാവുക. വിവിധ മോളിക്യുലാർ ഓർബിറ്റലുകളിൽ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ സംഭാവ്യതാസാന്ദ്രത വിവിധതരത്തിലായിരിക്കും. ഉദാഹരണമായി, ബോണ്ടഡ് ജോഡികളിൽ അണുകേന്ദ്രങ്ങൾക്ക് അടുത്താണ് ഇലക്ട്രോണിനെ കണ്ടെത്താൻ കൂടുതൽ സംഭാവ്യത. എന്നാൻ നോൺ-ബോണ്ടഡ് ജോഡികളിലാകട്ടെ ഇലക്ട്രോണുകളെ അണുകേന്ദ്രങ്ങൾക്ക് കൂടുതൽ ദൂരെ കണ്ടെത്താനാണ്‌ സംഭാവ്യതയേറെയും.

ചരിത്രം
ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രം
ക്വാണ്ടം സ്വഭാവം
ആറ്റങ്ങളും തന്മാത്രകളും