A existência de camadas eletrônicas foi observada pela primeira vez experimentalmente nos estudos de absorção de
raio-x de
Charles Barkla e
Henry Moseley. Barkla nomeou-os então com as letras K, L, M, etc. (A terminologia original era alfabética. K e L eram originalmente chamados B e A, mas foram renomeados posteriormente para deixar espaço para linhas escpectrais hipotéticas que nunca foram descobertas. O nome do nível K foi escolhido em homenagem a Lord Kelvin, o criador da escala Kelvin de temperatura).
Em
1913,
Niels Bohr (
1885-
1962), fundamentado na teoria quântica da radiação formulada por
Max Planck em
1900, propôs que os
elétrons, em torno do
núcleo atômico, giram em órbitas estacionárias denominadas de "
níveis de energia", "camadas eletrônicas" (camadas de electrões). Nestes níveis energéticos os elétrons não emitem e não absorvem energia. Se receberem energia, na forma de luz ou calor, se afastam para níveis mais externos e, ao retornarem, emitem esta mesma quantidade de energia. Segundo a teoria quântica a energia envolvida na transição de um nível para outra é quantizada, ou seja, ocorre em "pacotes" inteiros, não divisíveis, denominados "quanta" ("
quantum", no singular ).