El modelo atómico moderno involucra un núcleo atómico denso que contiene un número fijo de protones y neutrones rodeados por una nube probabilística de electrones. Este modelo se estableció luego del descubrimiento de propiedades mecánicas cuánticas como la onda. dualidad de partículas e incertidumbre.
A diferencia de la representación de Bohr más común del átomo que involucra electrones de partículas puntuales que orbitan alrededor del núcleo en trayectos circulares fijos, los electrones en la teoría atómica moderna existen como formas de onda que rodean el núcleo. Descrito por la ecuación de onda de Schrodinger. El principio de incertidumbre de la mecánica cuántica hace que sea imposible determinar exactamente dónde está un electrón alrededor del átomo; así que, en cambio, se definen los volúmenes que tienen una alta probabilidad de tener electrones. La probabilidad en estos volúmenes varía entre 0 en sus bordes, lo que indica la ausencia completa de electrones, tendiendo a, pero nunca alcanzando, 1, lo que indica una certeza absoluta de la presencia de un electrón.
Estos volúmenes se denominan orbitales y toman diferentes formas según el nivel de energía y el subnivel de los electrones. Hay cuatro tipos de orbitales, designados s, p, d y f. El orbital s es el más simple, que consiste en una simple capa esférica de electrones. El orbital p es más complejo, y consiste en una forma de moño doble que se extiende en tres direcciones perpendiculares entre sí. Los orbitales d y f tienen una forma aún más compleja y generalmente se omiten en las discusiones de los libros de texto.
