Разница в энергиях между разными орбиталями в атомах возникает по нескольким причинам:

• Удаление от ядра. 1 Внутри одного атома энергия орбиталей увеличивается по мере удаления от ядра. 1 Это связано с тем, что электроны стремятся занять такое положение на энергетических уровнях, при котором энергия является минимальной: чем ближе к ядру расположены электроны, тем больше сила притяжения между ними и ядром, тем меньше суммарная энергия. 1
• Влияние числа электронов. 1 Если число электронов велико, они стремятся расположиться подальше друг от друга, чтобы уменьшить взаимное отталкивание и таким образом снизить энергию атома. 1
• Различия в симметрии орбиталей. 3 У p и d-орбиталей симметрия не такая высокая, поэтому их энергия выше. 3
• Влияние заряда ядра. 2 С увеличением заряда ядра энергетические уровни всех орбиталей понижаются. 2

Кроме того, для разных химических элементов энергия электронов, расположенных на одном энергетическом подуровне, не постоянна: она снижается при переходе от более лёгких к более тяжёлым атомам. 1 Это объясняется тем, что для лёгких атомов энергия определяется в основном притяжением электронов к ядру, тогда как для тяжёлых велико влияние взаимного отталкивания электронов. 1