• 反常塞曼效应
• 斯特恩―盖拉赫实验
• 碱金属光谱的双线结构

　　基于上述实验事实，1925年，乌伦贝克与高德斯密特提出了电子自旋假设。当时电子自旋概念具有机械的性质，是电子自转图像。后来证明这种机械图像是错误的，但电子自旋是电子本身的内禀属性，除电子以外的其他粒子，如质子、中子、 介子等有和电子相等的自旋内禀角动量（但有不同自旋磁矩）。

　　电子：
　　自旋角动量的量子数为s ，从斯特恩―盖拉赫实验，可知只有两个取向，2s +1=2,得s=1/2，
　　自旋角动量 大小是量子化的，即 大小为
　　电子自旋角动量 在空间任意方向（通常指外磁场方向）上的分量只能取两个数值

　　为自旋磁量子数。
　　1928年前后，狄拉克把波动力学和相对论结合，得出电子具有自旋是必然结果。

　　对于多电子原子，如果在一级近似下假定每个电子都是在核场和其他电子产生的平均场中独立运动，就成为一种独立子模型。原子中每个电子的量子状态仍然可用一组量子数n ，，，来表征。同样，原子中的电子的运动状态可用下面四个物理量描述。

　　（1）原子中电子能量 E 决定于主量子数 n 和角量子数 ，即

给定n，对于不同的 ，能量略有不同。

　　（2）电子的角动量大小 取决于角量子数 ，即

　　（3）电子角动量在空间某方向分量 取决于磁量子数 ：

　　（4）电子自旋角动量的大小是恒定的，它在空间某方向分量 取决于自旋磁量子数 ,即

　　由上可见，原子的能级取决于其中每个电子的两个量子数n， 的集合，原子中电子的这两个量子数n，　的集合，称为原子的电子组态。

　　从原子结构来看，原子序数Z 就是原子的核电荷数，也就是原子中电子数目。经玻尔、泡利等研究后发现，元素按原子序数Z排列所出现的周期性，来源于原子中电子组态的周期性；从轨道角度来看，乃是电子按特定轨道排列和分布呈现出某种周期性的重复结果。
　　原子的电子壳层模型：按照电子的主量子数 n 和角量子数 把电子的量子状态划分成壳层：

　　泡利不相容原理（1925年）：原子中不可能有两个或两个以上电子处在同一状态。原子中的电子状态用四个量子数 n，，， 来描述，按照泡利不相容原理可计算出各壳层中可容纳的最多电子数。

　　能量最小原理：原子中每一个电子都有一个趋势，占据能量最低的能级。根据这个原理，可决定电子究竟填充哪个壳层。