解薛定谔方程可知，类氢离子的能级公式为:，即能级只与主量子数有关，例如离子，它的

徐光宪先生在分析了大量实验数据后提出：原子轨道能级可按式子估算，我们可得到原子轨道的级能为：

这样原子轨道按能量顺序排列1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,4f,5d,6p。4s,3d,40(4.0～4.7)这一段为第一过渡金属价轨道区，5s,4d,5p(5.0～5.7)是第二过渡金属价轨道区，6s,4f,5d,6p(6.0～6.7)是第三过渡，镧系元素的价轨道区，同是0.7个单位的能量间隙，第一，二过渡金属区各包含18个电子的排布，而第三过渡，镧系区，同样的能隙要安排32个电子的排布，所以第三过渡与稀土有许多独特的性质，是组成许多功能材料的主要元素。目前在讨论稀土元素时，一般认为是5d，6s ,6p轨道为价轨道，4f轨道电子是否参与作用是争论的焦点，在很窄的能隙电子间的相互作用是不能忽略的，所以稀土化合物的化学键是急需解决的问题。稀土元素在全球为稀有元素，而我国是稀土大国，在内蒙等地有大量的稀土矿，且多是多种稀土元素伴生矿，研究稀土元素对我国国民经济有重要意义。