In der Regel wird in der Berufsschule das Bohrsche Atommodell gelehrt, das aber viele Vorgänge und Sachverhalte nicht hinreichend erklären kann (z. B. Bindungswinkel, delokalisierte Elektronen).
Ziel der Unterrichtseinheit ist daher das Orbitalmodell, mit dessen Kenntnis dann auf dem Weg über das Pauli-Prinzip und die Hundsche Regel der Aufbau des Periodensystems hinreichend gut erklärt werden kann, woraus sich der Rest der Chemie ergibt. Kurz: das Orbitalmodell eignet sich als Grundlage jeglicher Chemie.

Zunächst wird nach einer Einführung der elektromagnetischen Strahlung das Wellenmodell des Lichts erklärt. Ein zentraler Punkt dabei ist der Zusammenhang zwischen Wellenlänge und Energie. Nach der Vorstellung eines kontinuierlichen Spektrums wird das Zustandekommen eines Linienspektrums gezeigt, wobei wieder die Energie im Mittelpunkt steht. An dieser Stelle tauchen erstmals die Wörter "Photon" und "Lichtquant" auf. (Nach der Einführung dieser Begriffe auf elementarem Niveau haben sie ihren womöglich abschreckenden Charakter zumindest teilweise verloren. Wenn die Schüler später das Wort "Quanten" hören, werden sie zumindest wissen, davon schon mal etwas gehört zu haben.)
Die andere, schwierigere Seite ist der scheinbare Widerspruch zwischen Lichtwellen und Photonen: der Welle-Teilchen-Dualismus. Dies ist gewissermaßen ein "philosophischer Flaschenhals", durch den die Schüler jetzt durch müssen – schwierig für Abiturienten, unmöglich für Realschüler? Ein möglicher Ansatz ist es, aufzuzeigen, daß es sich in beiden Fällen um Bilder handelt, die sich nebeneinander akzeptieren lassen (weil "das Ding an sich" nicht faßbar ist).
Anschließend wird gezeigt, wie Elektronen in einen höheren Energiezustand (und wieder zurück) gelangen und welche Rolle das Photon dabei spielt. Damit wird klar, daß nur bestimmte Energiebeträge das Atom verlassen können: eben die Quanten, die das Linienspektrum erzeugen.
Im nächsten Schritt werden die Schwingungsbäuche und –knoten stehender Wellen vorgestellt, deren Anzahl den Energiezustand charakterisieren, wobei hauptsächlich die bei dreidimensionalen Schwingungen auftretenden Knotenflächen von Interesse sind.
Nach einer kurzen Erwähnung des Bohrschen Atommodells ist es anhand des bisher Gelernten kein abwegiger Gedanke mehr, sich die Elektronen als dreidimensional schwingende elektrische Ladungen vorzustellen – die an dieser Stelle meist übliche Einführung der deBroglie-Welle kann in eine Fußnote "verbannt" werden: der Wellencharakter des Elektrons ergibt sich zwanglos und mit ihm der Begriff "Hauptquantenzahl" als Anzahl der Knotenflächen.
Mit einem teilweisen Rückgriff auf die Teilchennatur des Elektrons lassen sich die Knotenflächen und Schwingungsbäuche den Aufenthaltswahrscheinlichkeiten des Elektrons zuordnen – die Ladungswolke, das Orbital, hat das Licht der Welt erblickt.

Fazit: das auf quantenphysikalischen Erscheinungen aufbauende Orbitalmodell kann (mit gewissen Einschränkungen) auch ohne die in der Oberstufe des Gymnasiums zur Verfügung stehenden Mittel eingeführt werden.
Da der Stoff den meisten Schülern unbekannt ist, wurde in der praktischen Umsetzung versucht, das Wissen in übersichtlichen Portionen anzubieten. Das (nicht immer zu verwirklichende) Prinzip lautet: eine "Erkenntnis-Einheit" auf eine DIN A4-Folie, auf jeder Folie maximal zwei hervorgehobene zentrale Sätze.