Elektronen zijn minuscule subatomaire deeltjes met een negatieve lading die in schillen rond de kern van een atoom draaien. Elke schil kan worden beschouwd als een energieniveau en elk energieniveau moet vol elektronen zijn voordat een elektron naar een hogere energieschil gaat. De hoeveelheid elektronen die in elke schil wordt vastgehouden, varieert, en banen en rangschikking van elektronen zijn niet zoals de perfect cirkelvormige modellen die gewoonlijk worden gezien.
Elektronen per schaal
Elke elektronenschil bevat een andere hoeveelheid elektronen om de schaal volledig te vullen. De eerste elektronenschil kan twee elektronen bevatten. De elementen waterstof, met één elektron, en helium, met twee elektronen, zijn de enige elementen die slechts één elektronenschil hebben. De tweede schil kan acht elektronen bevatten. De derde schil bevat 18 elektronen en de vierde bevat 32.
Sub-shells
De elektronenschillen zijn verder onderverdeeld in subschillen. Deze subschillen worden beschouwd als energieniveaus binnen de energieniveaus van de elektronenschil. Deze subschalen worden weergegeven door de letters s, p, d, f. Ze bevatten een bepaald aantal elektronen. De s-subschil bevat bijvoorbeeld twee elektronen en de p-subschil bevat zes. Elke subschil kan vier elektronen meer bevatten dan de vorige subschil.
Sub-Shell-notatie
Bij elk van de elektronenschillen zijn subschillen aanwezig. Het element boor heeft bijvoorbeeld vijf elektronen. De eerste twee elektronen passen in de eerste schil op de eerste en enige subschil s. De tweede elektronenschil heeft drie elektronen. De eerste twee bevinden zich op de s-subschil, met één elektron op de p-subschil. Een veelgebruikte subschaalnotatie voor boor is 1s2 2s2 2p1. Deze notatie geeft aan welke elektronenschil eerst met een cijfer, de subschil met de letter en hoeveel elektronen er op de subschil aanwezig zijn met een cijfer.
Subschaalvorm
Hoewel het gebruikelijk is om te zien dat elektronenmodellen cirkelvormige vormen gebruiken om elektronen en elektronenschillen weer te geven, is de vorm van een baan eigenlijk heel anders. De s-subschaal is bolvormig. Elke p-orbitaal heeft de vorm van een halter. De haltervorm van de p-orbitaal kan slechts twee elektronen bevatten. Omdat een p-orbitaal in totaal zes elektronen kan bevatten, moet een p-orbitaal vol zijn als er drie haltervormen in het midden in elkaar grijpen.
Elektronenwolk
De elektronen die in de elektronenschillen en subschillen aanwezig zijn, wikkelen zich niet rond de schillen in een vooraf gedefinieerde baan. De elektronen bewegen in een wolk. Het s-subniveau heeft bijvoorbeeld maximaal twee elektronen in een bolvorm. De twee elektronen roteren niet rond de rand van de bol; ze kunnen op elk moment overal in de bolvorm aanwezig zijn. Volgens de kwantumfysica kunnen de elektronen zelfs buiten de bol gaan. De bolvorm van de s-subschil is slechts de meest waarschijnlijke plek om de elektronen op een bepaald moment te lokaliseren. Dit creëert een wolk van waarschijnlijkheid waarop het elektron zich op elk moment kan bevinden. Dit geldt voor alle elektronenschillen en subschillen.
