تتكون الذرة من نواة موجبة محاطة بإلكترونات ذات شحنات سالبة. كما ان مجموع الشحنات السالبة مساوى لعدد الشحنات الموجبة في النواة. هذا ويسمى عدد الشحنات الموجبة بالعدد الذري Atomic number   تبين الدراسات الطيفية أن الالكترونات موزعة حول النواة في أغلفة متعاقبة (مستويات طاقة) يرمز لها برموز وأرقام، تسمى أعداد الكم الرئيسية. يرمز للغلاف الأول (المستوى الأول بالرمز K، كما أن عدد الكم الرئيسي (n) يساوي واحد (1 n = كما يرمز للغلاف الثاني بالرمز، وعدد الكم الرئيسي يساوي 2 (n=2). هذا الغلاف الأخير يحتوي على مقدار من الطاقة اعلى من المدار الأول وهكذا.

عدد الالكترونات التي يمكن أن توجد في الغلاف الواحد تساوى 2n². لذلك فإن الغلاف k (n=1) يحتوي على الكترونين كحد أقصى

(2 2(1)=). أما بالنسبة للغلافn=2)L ) فيحتوى على ثمانية الكترونات كحد أقصى (8) = ²(2)2). وهكذا بالنسبة للأغلفة الأخرى الموضحة في

كل غلاف من الأغلفة السابقة يحتوي على الكترونات موزعة في مدارات (غليفات) وهذه المدارات تمثل المناطق في الفراغ والتي يحتمل أن يوجد فيها الالكترون. يرمز لتلك المدارات بالرموزs,p,d,f  وهكذا. عدد المدارات في اي غلاف يساوي مربع عدد الكم الرئيسي n² يحتوي الغلاف) عدد الكم الرئيسي يساوي واحد(على مدار واحد فقط هو مدار (1s) أما الغلاف L (عدد الكم الرئيسي يساوي اثنين( فإنه يحتوي على أربعة مدارات عبارة عن مدار واحد (s2) وثلاثة مدارات (2p) كما أن الغلاف M (عدد) الكم الرئيسي يساوي ثلاثة) يحتوي على تسعة مدارات عبارة عن مدار واحد (3s)، وثلاثة مدارات 3p، وخمسة مدارات (3d).

ويبين الشكل 1 - 1 مستويات الطاقة لكل من مدارات S ، ومداراتP و مدارات  d  المختلفة في الأغلفة الثلاثة الأولى (k,L,M) المحيطة بالنواة حيث يتضح أن أقل هذه المدارات طاقة هو 1S الذي يقع في الغلاف . K

وتأخذ السحابة الالكترونية الشكل الكروي في جميع مدارات s. أما بالنسبة لمدارات p فيتكون من ثلاث مدارات متعامدة، تقع على المحاور الاحداثية الثلاثة، يتكون المدار من فصين متقابلين يفصل بينهما مستوى يسمى بالمستوى العقدي nodel plane ولا يحتمل أن يوجد الالكترون على هذا المستوى (شكل 1 – 2) أما الشكل الذى تأخذه السحابة الالكترونية في d فيتكون من خمسة مدارات كما :

أن f يتكون من سبعة، ولن نتطرق لدراستها لأنه قلما نحتاج لمعرفتها في دراسة المركبات العضوية.

وتجدر الإشارة هنا إلى أن أي مدار من المدارات الذرية مدارات s

ومدارات p الثلاثة ومدارات d الخمسة، ومدارات f السبعة لا

يتسع لأكثر من الكترونين على أن يختلفا في لفهما المغزلي كما تنص عليه قاعدة الاستبعاد لبولي Paul's exclusion principle ويمكن الرمز لدوران الالكترون حول نفسه (اللف المغزلي) بسهم. بحيث نرمز للإلكترونين المتعاكسين في اللف المغزلي هكذا

أما قاعدة هند Hund's rule فتبين كيفية توزيع الالكترونات في مدارات p الثلاثة والمتساوية في الطاقة. حيث أن نتائج هذه القاعدة تبين أنه لا يمكن لإلكترونين أن يتواجدا في مدار ما حتى يحصل كل مدار من المدارات المتساوية في الطاقة على الكترون واحد على الأقل:

لذلك يمكن ترتيب الالكترونات في ذرة الكربون والتي تحتوي على ستة الكترونات كما يلي:

شكل 1 - 3 : الترتيب الالكتروني Electronic configuration لذرة الكربون.

أما بالنسبة لذرة الأكسجين والتي تحتوى على ثمانية إلكترونات، فيمكن ترتيب إلكتروناتها على النحو التالي (شكل 1 – 4).

شكل 1 – 4: الترتيب الالكتروني لذرة  الأكسجين

ويبين جدول 1 – 2 الترتيب الالكتروني لذرات العناصر الموجودة في الدورة الأولى والثانية في الجدول الدوري.

جدول 1 ـ 2: الترتيب الإلكتروني لذرات العناصر الموجودة في الدورة الأولى والثانية في الجدول الدوري

ويدعى الغلاف الخارجي من الالكترونات لكل ذرة بغلاف التكافؤ Valence shell والترتيب الالكتروني لكل ذرة في الغلاف السابق لغلاف التكافؤ يقابل الترتيب الالكتروني للغاز الخامل rare gas السابق لهذه الذرة في الدورة الواحدة من الجدول الدوري. فكما يلاحظ من جدول 1 - 2 أن الترتيب الالكتروني للنيون Ne يطابق السعه الكلية لمدار التكافؤ في ذرات عناصر الدورة الثانية. وجميع الغازات الخاملة تجمعها صفة واحدة وهي وجود ثمانية الكترونات في

الغلاف الخارجي باستثناء غاز الهليوم (الكترونين فقط).