Le modèle de nuage d'électrons est une théorie de l'atome qui correspond à la compréhension moderne de la mécanique quantique. Le modèle se passe de la représentation classique des « électrons en orbite » et envisage les électrons comme occupant des positions indéterminées dans un nuage diffus autour du noyau de l'atome.
La physique atomique classique décrivait l'atome comme étant constitué d'un noyau, composé de protons et de neutrons, entourés d'électrons, qui étaient représentés comme des particules discrètes avec des orbites définies presque comme les orbites des planètes d'un système solaire. Ce modèle a été falsifié par les prédictions de la théorie quantique, qui offre une vision alternative des électrons entourant le noyau dans un nuage diffus de positions probables.
Le principe d'incertitude empêche la connaissance simultanée de la position et du niveau d'énergie d'un électron. Pour chaque niveau d'énergie admissible, l'électron a une gamme de positions dans lesquelles il pourrait exister, et pour chaque position dans laquelle il pourrait se trouver, une gamme de niveaux d'énergie est possible.
Considérés ensemble, ces états potentiels forment un nuage autour de l'atome. Le nuage est en quelque sorte une abstraction mathématique, mais l'abstraction a une réalité physique, car les nuages d'électrons des atomes voisins ne se chevauchent normalement pas, bien que les états potentiels des électrons dans un seul atome forment un seul nuage uniforme.
