Le nuage d'électrons d'un atome est la zone à l'extérieur du noyau d'un atome dans laquelle les électrons existent. Le modèle de Bohr de l'atome, populaire au début du 20e siècle, a été réfuté par les théories de la physique quantique avancées par Werner Heisenberg.
Auparavant, on pensait que les atomes étaient comme des systèmes solaires miniatures, avec le noyau agissant comme l'étoile et les électrons en orbite comme des planètes. Cependant, le principe d'incertitude de Heisenberg stipule qu'il est impossible de connaître à la fois l'emplacement exact et la vitesse d'une particule élémentaire ; il est seulement possible de mesurer l'un ou l'autre. En effet, les électrons sont si petits que toutes les particules utilisées qui interagissent avec eux les font changer de vitesse via une collision physique. La vitesse fait référence à la fois à la vitesse et à la direction du mouvement, pas seulement à la vitesse, donc l'effet serait similaire à celui d'une boule de billard ricochant sur une autre.
Les scientifiques peuvent deviner la distance approximative entre le noyau et une couche électronique donnée. Plutôt que des orbites, les coquilles représentent une zone sphérique dans laquelle se trouvent les électrons. Cependant, l'emplacement exact des électrons dans le nuage est complètement aléatoire et inconnaissable avec nos instruments actuels. Le nuage d'électrons est également appelé nuage de probabilité.
