Konfiguracje elektronowe metali przejściowych tworzy się poprzez wypełnianie elektronami kolejnych orbitali d (z pewnymi wyjątkami wynikającymi ze specyficznych własności orbitali d): mają one konfiguracje od \(ns^{2}(n-1)d^{1}\) do \(ns^{2}(n-1)d^{10}\) (grupa 12), do \(ns^{1}(n-1)d^{10}\) (metale szlachetne). Dla metali 6 i 7 okresu przed podpowłoką d, wypełniana jest niższa podpowłoka f. Według reguły rozbudowy, kolejne orbitale zapełniane są elektronami według wzrastającej energii. W przypadku orbitali s i p sytuacja prosta, energia orbitali rośnie według wzrastającej głównej i pobocznej liczby kwantowej, jednak w przypadku orbitali d występuje komplikacja, ponieważ orbital nd ma energię nieznacznie wyższą niż orbital n+1 s. Dlatego orbitale 3d zostają zapełnione dopiero po wypełnieniu podpowłoki 4s. Podobnie jest z orbitalami typu f, w ich przypadku energia jest jeszcze wyższa i orbital nf jest zapełniany dopiero po wypełnieniu orbitalu (n+2)s. Rozbudowa konfiguracji elektronowych metali przejściowych związana jest przede wszystkim z efektami energetycznymi towarzyszącymi wypełnianiu podpowłok d (oraz f) oraz z nieznacznymi różnicami energetycznymi między orbitalami ns, (n-1)d i (n-2)f.
Konfiguracje elektronowe pierwiastków- zjawisko promocji i metale szlachetne
Energia orbitali ns i (n-1)d jest bardzo zbliżona, a różnice energii w parach 4s-3d, 5s-4d, 6s-5d itd. Nie są jednakowe. Orbital ns ma zwykle energię niższą i jest wypełniany najpierw, jednak w niektórych przypadkach korzystniejsza energetycznie jest konfiguracja, w której jeden lub dwa elektrony z orbitalu ns zostają przeniesione na orbital (n-1d). Ma to miejsce w przypadku rutenu (konfiguracja \([Kr]5s^{1} 4d^{7} \), zamiast \([Kr]5s^{2} 4d^{6}\) ), rodu (konfiguracja \([Kr]5s^{1}4d^{8}\) zamiast\([Kr]5s^{2} 4d^{7}\)), palladu, gdzie przesunięciu ulegają 2 elektrony i uzyskiwana jest konfiguracja zamkniętopowłokowa (\([Kr]5s^{0} 4d^{10}\) zamiast \([Kr]5s^{2} 4d^{8}\)), platyny (\([Xe]\)\(6s^{1} 4f^{14}5d^{9} \)zamiast \([Xe]\)\(6s^{2} 4f^{14}5d^{9}\)) i metali grupy 11: miedzi, srebra i złota – konfiguracja \(ns^{1}(n-1)d^{10}\) zamiast \( ns^{2}(n-1)d^{9}\).
Konfiguracje elektronowe pierwiastków- lantanowce i aktynowce
W przypadku części lantanowców i aktynowców, po umieszczeniu tylko jednego elektronu na orbitalu (n-1)d, bardziej korzystne energetyczne staje się zapełnianie orbitali (n-2)f. W ten sposób część pierwiastków w tych szeregach ma konfiguracje \(ns^{2}(n-2)f^{x}(n-1)d^{1}\), a część - \(ns^{2}(n-2)f^{x}(n-1)d^{0}\). Jest to zjawisko podobne do promocji pomiędzy orbitalami s a d, występującej dla metali szlachetnych.