Az atom legkülső héjában lévő elektronok, valens elektronjai a legfontosabbak a kémia meghatározásában. Mindazonáltal, ha elektronkonfigurációkat ír, akkor figyelembe kell vennie a belső héj elektronokat is. A belső héj elektronjai olyan elektronok, amelyek nincsenek a legkülső héjban. Elárnyékolják a vegyértékű elektronokat a magtól, csökkentve a tényleges magtöltést.
Kvantumszámok
Az elektronokat legpontosabban állóhullámoknak nevezhetjük. A húron álló hullámoknak csak olyan frekvenciái lehetnek, amelyek az alapfrekvencia vagy harmonikusok többszörösei, az elektron "hullámnak" csak bizonyos energiái lehetnek. A klasszikus fizikában leírhat egy tárgyat annak helyének és sebességének leírásával, de a kvantummechanikában soha nem lehet biztosan tudni, hogy hol lesz az elektron; csak azt tudja meg, ahol valószínűleg megtalálható. Következésképpen az elektronokat négy kvantumszám felhasználásával írják le.
Orbitalok
Négy kvantumszám van. Az első, a fő kvantumszám (n) a pálya méretét jelzi. A szögkvantumszám (l) a pálya alakját, míg a mágneses kvantumszám (m) azt jelzi, hogyan orientálódik a térben. Végül a negyedik kvantumszámot spinnek nevezzük, és annak +1/2 vagy -1/2 értéke lehet. Szüksége van az első három kvantumszámra egy adott pálya leírásához, de mind a négyre szükség van egy elektron leírására, mivel legfeljebb két elektron foglalhatja el az adott pályát.
Kagyló
Azt mondják, hogy az összes olyan pálya, amely ugyanazzal a fő kvantumszámmal rendelkezik, ugyanahhoz a héjhoz tartozik, függetlenül a másik három kvantumszám értékétől. Mivel egy adott pályát legfeljebb két elektron foglalhat el, és mindegyik héjnak csak meghatározott számú pályája van, mindegyik héj maximálisan képes befogadni az elektronokat. Az atom legkülső elfoglalt héja annak valens héja. A kisebb fő kvantumszámú héjakban található elektronokat belső héj elektronoknak nevezzük.
Jelentőség
Minden elektron negatív töltéssel rendelkezik, ezért taszítja egymást. A belső héj elektronok taszítják a valencia elektronokat, és ezáltal bizonyos mértékben megvédik őket a pozitív töltésű mag felé tapasztalt vonzástól. A vegyértékes elektron által tapasztalt húzást néha tényleges nukleáris töltésnek nevezik, különbözve a tényleges nukleáris töltettől. Ezért a periódusos rendszer bal szélén lévő elemek általában nagyobb valószínűséggel adnak elektronokat, míg a jobb szélső elemek általában nagyobb valószínűséggel veszik el őket.