Modelul atomic modern implică un nucleu dens atomic care conține un număr fix de protoni și neutroni, înconjurat de un nor probabilist de electroni. Acest model a fost stabilit după descoperirea proprietăților mecanice cuantice, dualitatea și incertitudinea particulelor.
Spre deosebire de descrierea mai obișnuită a lui Bohr a atomului care implică electroni de particule punctuale orbitează nucleul în căi fixe, circulare, electronii din teoria atomică modernă există ca forme de undă care înconjoară nucleul. Aceste forme de undă prezintă atât proprietăți ale particulelor, descrisă de ecuația valului Schrodinger. Principiul incertitudinii mecanicii cuantice face imposibilă determinarea exactă a locului în care un electron se află în jurul atomului; astfel încât, în schimb, sunt definite volume care au o mare probabilitate de a avea electroni. Probabilitatea în aceste volume variază de la 0 la marginile lor, indicând absența completă a electronilor, trendu-se spre, dar nu ajungând niciodată, 1, indicând o certitudine absolută a prezenței unui electron.
Aceste volume se numesc orbite și iau forme diferite în funcție de nivelul de energie și subsolul electronilor. Există patru tipuri de orbite, desemnate s, p, d și f. Orbitalul s este cel mai simplu, constând dintr-o singură coajă sferică de electroni. Porbitalul este mai complex, constând dintr-o formă dublă, care se extinde în trei direcții, care sunt perpendiculare între ele. D orfele f și f sunt chiar mai complexe și sunt, de obicei, omise din discuțiile de la manuale.
