一个完整而精确的答案需要量子力学计算。我试着用零数学符号来回答。原子核被电子包围着。电子是带有相同负电荷的微小物体。在原子中，它们被称为轨道的瓣状壳层所承载。由于众所周知的库仑静电斥力，它们试图使它们之间的距离最大化。
因此，从经典的观点来看，你可以简单地停止粗略的解释：占据相同的轨道意味着最小化电子与电子之间的距离，这是昂贵的能量-库仑势能增加。因此，电子倾向于占据不同的轨道，以最小化库仑排斥。越远越好。
为了理解非常复杂的概念，记住经典的解释总是很有趣的。因为，是的，你已经猜到了，从量子力学的观点来看，这个解释是站不住脚的。事实上，大多数轨道都是重叠的，这意味着不是因为两个电子占据了两个不同的轨道，所以它们的距离必然是最大的。下面是原子中发现的一些电子轨道的图片。
那么到底是什么让两个电子占据了两个不同的轨道呢？换句话说，我们忽略了哪个参数，而忽略了电子-电子相互作用中额外的能量下降？它们的本质是：电子不仅仅是微小的、带负电荷的球，它是被称为费米子的量子物体。
让我们简单地说：费米子是一种粒子，除了它们的空间状态（它们所在的轨道），还有一个额外的参数，即自旋，它只能取两个值。电子是带负电荷的费米子。在量子力学中，一个电子的动力学特征是它的空间状态（它所占据的轨道，由3个量子数定义）和它的自旋（1个量子数）。
在一个给定的原子中，费米子必须始终有四个不同的量子数（泡利不相容原理）。特别是，同一轨道上的2个电子（3个第一量子数相同）必须具有不同的自旋值（4个量子数必须不同）。
为什么呢？因为如果你想描述两个电子，你需要使用反对称波函数，一个非常违反直觉的概念。快速计算会告诉你，如果两个电子占据相同的状态（相同的轨道，相同的自旋），波函数等于零，这意味着不可能找到两个处于完全相同状态的电子。
让我们回到寻找电子-电子相互作用中额外的能量下降。一些量子力学计算会告诉你两个费米子之间的库仑相互作用有两个项：
第一个，总是正的，对应于直观的，两个电子之间的斥力;
第二种叫做交换相互作用，源于奇怪的费米子特征。它可以是正面的（排斥），也可以是负面的（吸引）。当两个电子在不同的轨道上时，这一项是负的。它降低了总能量成本。
所以两个电子试图占据相同能量的空轨道的事实，来自于一个纯量子现象，与亚原子粒子的对称性有关，这里是费米子。这会降低能量，这是每个物理系统想要的。
这一点，以及其他关于旋转的考虑，导致了洪德规则。这个问题还有另一个可能的答案，这涉及到热力学。每个孤立系统都趋向于降低它的能量，增加它的熵。熵随着系统可访问的配置的数量而增加。当两个电子占据不同的轨道（而不是一个）时，有更多的构型可供选择，系统倾向于选择不同轨道的电子。
