原子具有相同数量的质子（带+1电荷）和电子（带-1电荷），并且呈电中性。原子核是由质子和中子以及在电子云中围绕原子核旋转的电子组成的。质子的数量决定了一个原子的性质，例如，氢有一个质子，氦有两个质子，碳有六个质子，氮有七个质子，等等。我们把一个原子中的质子数定义为它的原子序数。因为根据定义，原子中的价电子与原子序数相等，所以原子中存在的电子数与质子数相同。
元素周期表是按照原子序数排列的，水平的行称为周期，垂直的列称为组。在基团中，电子具有相同的价电子数。电子的重量是质子的1/1856，它们存在于指定为s、p、d和f的原子轨道中，每个轨道的能量、形状和方向都不同。每个轨道最多可以包含两个电子。轨道是由整数n = 1、2、3、4、…这些整数被称为主量子数。每一层都有不同数量和类型的轨道。相信您对这篇文章也会感兴趣：
为什么新元素总是出现在元素周期表的最后？
第一层只有s轨道，被称为1s轨道。第二层只包含两种轨道，分别是一个s轨道和三个p轨道。值得注意的是，无论哪种轨道，每个轨道最多只能有两个轨道电子。s轨道是球形的，以原子核为中心。1s轨道的能量小于2s轨道，2s轨道的电子在第二周期的新电子层中远离原子核。三个p轨道呈哑铃状，相对于原子核有不同的方向，分别被标记为px, py和pz。
在一个壳层内的同一类型的轨道通常被认为是一组称为亚壳层的轨道。s亚层只包含两个电子，而p亚层可以包含3x2 = 6个电子。由于电子相互排斥的事实，填充一个空轨道需要的能量比填充一个已经有电子的轨道需要的能量要少。因此，电子会按顺序填满p亚层。
电子位于依次具有较高能量的亚层中，因此所有电子的总能量尽可能地低。只有价层中能量较高的电子才参与化学反应。因此，一个原子的价电子层的价电子数与元素在周期表上的位置之间的关系与它的原子序数、基团和周期相对应。
