Le noyau d'un atome est entouré de particules appelées électrons. Ces électrons tournent autour du noyau selon des trajectoires appelées orbitales, dont la complexité varie.
Les orbitales, également appelées coquilles, deviennent plus compliquées et plus grosses à mesure qu'elles s'éloignent du noyau. Seuls deux électrons existent dans une même couche, tournant dans des directions opposées. Les scientifiques peuvent utiliser des configurations électroniques pour montrer l'emplacement des électrons dans ces couches, ce qui permet de prédire diverses propriétés scientifiques d'un atome donné, notamment la conductivité, la stabilité et le point d'ébullition.
Lors de la création de ces configurations d'électrons, les couches les plus externes sont souvent les plus importantes. Pour cette raison, les scientifiques abrègent souvent ces configurations en utilisant le gaz noble le plus proche du tableau périodique. Cela implique que l'atome en question et le gaz noble ont la même configuration électronique jusqu'à ce point ; les électrons les plus externes sont ensuite cloués à l'extrémité.
Tous les électrons entourant un noyau atomique dans leurs couches respectives sont collectivement connus sous le nom de nuage d'électrons. Ce nuage a un diamètre 5 000 fois celui du noyau. Étant donné que les électrons sont extrêmement petits et légers par rapport aux protons et aux neutrons, le nuage dans lequel les électrons résident est en grande partie un espace vide.