碳原子核外有多少個原子軌道？答案是：無數個。為什麼會這樣呢？這要從什麼是原子軌道說起。
我們知道，一個原子核外面的空間首先被劃分為電子層。然而，就某一個具體的電子層而言，由于其自身空間大小的差異，以及在其中運動的電子的能量的差異，我們又把各具體電子層空間再次劃分成了幾個較小的空間——對應于各種能級。
根據不同能級中最多可容納的電子數和泡利原理，我們認定，除s能級外，同一個p、d、f能級（空間）中實際上還包含着外觀形狀相似，但方向各異的電子運動的空間。比如，p能級包含的電子運動空間就有如下三種，它們的方向分别對應空間直角坐标系的三個坐标軸的方向，每一個空間具有類似于2個幾乎重疊在一起的包子的形狀，原子核位于2個包子之間。（對圖像中的顔色，讀者暫且不必理會。）
需要特别提醒：原子中p能級的上述3個空間是分布在同一個原子核周圍的，因此，上述3個空間實際上是彼此部分重疊的。
通俗地講，上圖裡3個空間（每個空間由2個包子共同構成）中的每一個都是一個p原子軌道。類似地，原子核外還存在有d、f等原子軌道的空間。
教材上解釋說：“一個電子的空間運動狀态就是原子軌道”。這句話很難理解，把它“翻譯”得通俗一點就是：一個電子的運動空間就是原子軌道。像上圖中的3個空間，就對應着3個p原子軌道。
我們也知道，1個p原子軌道裡可有2個電子占據，這就是說，這2個電子的運動空間（原子軌道）是相同的，但它們的什麼不同呢？自旋不同！
至此，我們就能理解開始的問題了。既然原子軌道是電子的運動空間，那麼，大家想一想，這種空間是不是無限多的呢？因為電子層、能級都可以無限劃分下去，原子軌道當然也就可以無限劃分下去了，空間自然就是無限的了。其中，有很多很多原子軌道空間是沒有電子占據的，空着的！
但是如果問，基态碳原子核外有多少個電子占據了的原子軌道？答案是4個（1s、2s、2個2p），就不是無限的了。
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