El diagrama de orbitales (o también llamado diagrama energético) es otro modo de escribir la configuración electrónica de un elemento, pero representando los electrones con flechitas y los orbitales con rayitas horizontales.
Ejemplo. La configuración electrónica del bromo Br es:
Para poner esta configuración en forma de diagrama de orbitales se escribe:
Siguiendo el modelo cuántico, cada rayita horizontal representa un orbital y cada flechita representa un electrón. En cada orbital puede haber un máximo de dos electrones, uno de espín positivo (flechita hacia arriba) y otro de espín negativo (flechita hacia abajo).
A cada tipo de subnivel (s, p, d, f) le corresponde un número determinado de orbitales:
El subnivel s tiene 1 orbital (una rayita)
El subnivel p tiene 3 orbitales (tres rayitas)
El subnivel d tiene 5 orbitales (cinco rayitas)
El subnivel f tiene 7 orbitales (siete rayitas)
Para construir el diagrama de orbitales de un elemento se sigue la regla de las diagonales (igual que en la configuración electrónica):
Ejemplo. El diagrama de orbitales del estaño Sn (50 electrones) es:
Al último electrón que entra en el diagrama de orbitales se le llama electrón diferencial.