D軌道
d軌道にどのように電子が配置されるかが銅や鉄などのDブロック元素の物性を決定している(周期表参照)。特にマンガンやコバルトといった強磁性体の性質、遷移金属の酸化物に代表される強相関電子系の性質、そして高温超伝導体の物性、にはd軌道の電子が重要な役割を果している。
通常、d軌道は5重に縮退しているが、遷移金属錯体で見られるように、OやOHなどの配位子が遷移金属イオンの周りに配位すると、配位子による静電場の影響でd軌道の縮退が解け、配位の様式に応じて軌道準位が分裂する。これを配位子場分裂と呼ぶ。例えば、6個の配位子が正8面体状に配位した場合、3重に縮退したt2g軌道と、2重に縮退したeg軌道に分裂する。配位子の方向に電子の存在確率が高いdx-y軌道、dz軌道は配位子による静電反発のため、軌道のエネルギーが押し上げられ、2重に縮退したeg軌道になる。また、配位子の方向に電子の存在確率が低いdxy軌道、dyz軌道、dzx軌道はエネルギーが低く、3重に縮退したt2g軌道になる。
eg軌道に空きがある場合は、分裂幅に応じたエネルギーの光を吸収することにより、t2g軌道の電子はeg軌道に遷移し、ヒトの視覚では吸収される光の波長の補色に該当する色が見える。このため、一般に遷移金属錯体は色を持つ物が多い。吸収される光の波長は中心の遷移金属や配位子の種類によって異なる。例えば、塩化コバルト(II)(Co(H2O)6Cl)は鮮やかなピンク色をしている。