Elektroner är belägna på en atoms skal på grund av de attraktiva elektrostatiska krafterna mellan de negativt laddade elektronerna och den positivt laddade atomkärnan. Enligt Rutherfords atommodell består en atom av en liten kärna omgiven av en mycket större rymdvolym där elektronerna finns. Fördelningen av elektroner i en atom bestäms av deras kvantmekaniska egenskaper, särskilt deras våg-partikeldualitet.

Varje elektron i en atom upptar en specifik energinivå eller elektronskal. Skalen är anordnade koncentriskt runt kärnan, med det innersta skalet närmast kärnan och det yttersta skalet är längst bort. Energinivåerna ökar när avståndet från kärnan ökar. Elektroner kan bara uppta diskreta energinivåer, och de tillåtna energinivåerna bestäms av kvanttalen som är associerade med elektronorbitaler.

Det huvudsakliga kvanttalet (n) bestämmer huvudenergiskalet som en elektron upptar, med n =1 som motsvarar det innersta skalet, n =2 till det andra skalet, och så vidare. Vinkelmomentets kvantumtal (l) bestämmer formen på elektronorbitalen inom ett givet skal. Varje huvudenergiskal kan ha flera underskal med olika vinkelmomentumkvanttal. Det magnetiska kvanttalet (ml) beskriver orienteringen av elektronbanan i rymden. Slutligen anger spinnkvanttalet (ms) de två möjliga spinntillstånden för en elektron.

Sammanfattningsvis finns elektroner på skalen av en atom på grund av de elektrostatiska krafterna mellan elektroner och kärnan. Deras fördelning styrs av kvantmekanik, med elektroner som upptar diskreta energinivåer och orbitaler bestäms av kvanttal. Denna skalstruktur spelar en avgörande roll för att bestämma de kemiska egenskaperna och beteendet hos atomer och molekyler.