Пространственная протяженность электронных волновых функций зависит от квантовых чисел. Для больших квантовых чисел электронные
волновые функции простираются на большие расстояния от ядра, для этих уровней
взаимное влияние атомов будет проявляться при больших расстояниях между атомами.
Что хорошо видно на рис.7, на примере уровней атомов натрия. На уровнях 1S,
2S, 2P практически не сказывается влияние соседних атомов, тогда как для уровней
3S, 3P и более высоких уровней это влияние существенно и эти уровни превращаются
в энергетические зоны. Для 3S – электронов имеется энергетический минимум,
обеспечивающий устойчивую твердотельную конфигурацию атомов натрия при средней
межатомной расстоянии R~ 3А. В атоме натрия на энергии 3S – электрона сказывается
влияние соседних атомов, означает также заметное перекрытие волновых функций
этих электронов. Поэтому уже нельзя говорить о том, что конкретный 3S – электрон
связан с каким-то конкретным атомом. Когда присутствие других атомов изменяет
потенциальную яму отдельного атома (рис.5, рис.6), результирующий кулоновский
потенциал уже не будет удерживать 3S – электроны около конкретных атомов,
так что они могут находиться в твердом теле где угодно в результате перекрытия
волновых функций 3S – электронов. Но 3S – электроны не могут свободно покидать
твердое тело, так как их волновые функции не «выходят» за пределы вещества.
Энергия связи электронов в твердом теле равна работе выхода φ.
Твердое тело из четырех атомов будет иметь всего четыре уровня, распределенные по некоторому энергетическому интервалу.
Рис.8
Например: в основном состоянии атома водорода электрон может находиться в одном из двух состояний – со спином вверх или вниз. В системе четырех протонов имеется восемь возможных состояний. Но если добавить еще три электрона, чтобы получить четыре атома водорода, то занятыми окажутся четыре состояния и на каждый электрон будет приходиться по два состояния. Эффект сближения атомов проявляется в изменении энергии отдельных состояний
где 
- энергия изолированного атома, 
- изменения энергии, связанные с влиянием соответствующих
протонов 2, 3, 4. R – расстояние между атомами.