На последнем энергетическом уровне атома не может быть больше восьми электронов, потому что такой внешний восьмиэлектронный энергетический уровень является наиболее устойчивым и называется завершённым. 1

Это связано с тем, что 12 и 20 электронов на одной поверхности сферы имеют больше энергии взаимодействия между собой и с ядром, чем если оставить на этой сфере только 8 электронов, а остальные 4 или 12 пересадить на более внешние сферы. 3

Такие энергетические уровни имеются у самых неактивных элементов — благородных газов. 1 В химических реакциях атомы стремятся приобрести устойчивый, завершённый внешний уровень (8е). 1

Также заполнение электронных орбиталей происходит в соответствии с принципом наименьшей энергии: электроны заполняют электронные орбитали в порядке увеличения их энергии. 4