Это связано с ограничениями, определенными для каждого энергетического уровня в атоме. Они основаны на структуре атомов и принципах квантовой механики.
1. На первом энергетическом уровне (K-оболочка) может быть не более 2 электронов из-за наличия только одной s-подоболочки, которая имеет максимальную вместимость в 2 электрона.
2. На втором энергетическом уровне (L-оболочка) может быть не более 8 электронов из-за наличия s- и p-подоболочек. S-подоболочка может вместить до 2 электронов, а p-подоболочка - до 6 электронов. Их совокупная вместимость составляет 8 электронов.
3. На третьем энергетическом уровне (M-оболочка) может быть не более 18 электронов из-за наличия s-, p- и d-подоболочек. S-подоболочка может вместить до 2 электронов, p-подоболочка - до 6 электронов, а d-подоболочка - до 10 электронов. Их совокупная вместимость составляет 18 электронов.
Такие правила возникают из орбитальной структуры атомов, учитывая различные виды подуровней и их максимальную вместимость.