近一个世纪以来，我们之所以没有建立起一个相对完善的原子模型，是因为缺乏一个有效的原子核模型。
首先让我们先回顾一下氢原子的场结构与核外电子的运动轨道，参见图2-7。我们以硼11为例展开讨论(忽略中性场的作用)。
图7-3中c的中心纵向剖视图如图7-4所示。从图7-4中可以看出，硼11原子核的极性场分列四个象限中，且相邻象限的极性场相互垂直。每个象限的极性场由核表面两个质子侧面上的(混合)极性场组成，且它们具有相同方向。这四个方向上的极性场，在原子核物理中称作原子核的四极矩。
当核外电子进入原子核的极性场中时，电子受到极性耦合引力的作用而改变运动方向。不考虑原子核中性场的引力作用，绕核运动的电子轨道呈正八边形，每个极性场对电子产生平均45度的偏转作用。
所有原子核都具有四极矩的性质，所不同的是每个极的极性场个数，最少的为1，如氢核、氦核；原子核越大每个极的极性场个数越多。但每个极都对核外电子产生90度的偏转作用，每个极的极性场个数越多，电子轨道越接近于圆形。
以碳12原子为例，如图7-5所示。核外电子轨道沿原子核中轴线呈左右对称分布，这就是电子壳层模型中电子的数量均为2的倍数的原因；从外到内依次为1s、2s、2p轨道，且轨道半径依次增大。
当分别从两端观察1s轨道两个电子的运动方向时，我们会看到两个电子的运动方向正好相反，即一个顺时针运动，另一个逆时针运动。如果从同一端观察，在轨道上所有核外电子沿相同的方向运动。由于电子的自转方向与轨道运动方向是一致的，因此实际观测1s轨道上的两个电子的自转方向相反。这就是W.泡利不相容原理的本质。
