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原子の最外殻にある電子、その価電子は、その化学的性質を決定する上で最も重要です。それにもかかわらず、電子構成を記述する場合は、内殻電子も考慮する必要があります。内殻電子は、最外殻にない電子です。それらは原子価電子を核から保護し、有効な核電荷を減らします。
量子数
電子は定在波として最も正確に説明できます。弦の定在波は基本周波数の倍数または高調波の周波数しか持つことができないのと同様に、電子の「波」は特定のエネルギーしか持つことができません。古典物理学では、オブジェクトの位置と速度を記述することでオブジェクトを記述できますが、量子力学では、電子がどこにあるかを正確に知ることはできません。どこで見つかる可能性があるかのみを知ることができます。したがって、電子は代わりに4つの量子数を使用して記述されます。
軌道
4つの量子数があります。最初の主量子数（n）は、軌道のサイズを示します。角量子数（l）は軌道の形状を示し、磁気量子数（m）は宇宙での向きを示します。最後に、4番目の量子数はスピンと呼ばれ、+ 1/2値または-1/2値のいずれかを取ります。特定の軌道を記述するには最初の3つの量子数が必要ですが、電子を記述するには4つすべてが必要です。最大2つの電子が特定の軌道を占有できるからです。
貝殻
同じ主量子数を共有するすべての軌道は、他の3つの量子数の値に関係なく、同じシェルに属していると言われます。最大2つの電子が任意の軌道を占めることができ、各シェルは設定された数の軌道しか備えていないため、各シェルは最大数の電子を収容できます。原子の最も外側にあるシェルは、原子価シェルです。主量子数が小さいシェルで見つかった電子は、内殻電子と呼ばれます。
意義
すべての電子は負の電荷を持っているため、互いに反発します。内殻電子は、価電子を反発し、それにより、正に帯電した核への引力からある程度保護します。原子価電子が受ける引力は、実際の核電荷とは異なるため、有効核電荷と呼ばれることもあります。周期表の左端の要素は一般に電子を放出する可能性が高く、右端の要素は一般に電子を受け取る可能性が高い理由です。