Anterior, atomii erau considerați ca niște sisteme solare miniatură, cu nucleul care acționa ca steaua și electronii care orbitează ca planete. Cu toate acestea, principiul incertitudinii Heisenberg afirmă că este imposibil să se cunoască atât locația exactă cât și viteza unei particule elementare; este posibil să se măsoare una sau cealaltă. Acest lucru se datorează faptului că electronii sunt atât de mici încât orice particule folosite care le interacționează determină să schimbe viteza prin coliziune fizică. Viteza se referă atât la viteza și direcția de mișcare, nu doar la viteză, astfel încât efectul ar fi similar cu o minge de biliard care ricoșează pe alta.
Oamenii de știință pot ghici distanța brută dintre nucleu și o coajă de electroni dată. În loc să orbiteze, cojile reprezintă o zonă sferică în care sunt localizați electronii. Cu toate acestea, locația exactă a electronilor din cadrul norului este complet aleator și nu se poate cunoaște cu instrumentele actuale. Norul de electroni este, de asemenea, numit un nor de probabilitate.
