Elektronkonfiguration hänvisar vanligtvis till arrangemanget av elektroner runt en atoms kärna i dess grundtillstånd, det tillstånd där alla atomens elektroner existerar på lägsta möjliga energinivå. De olika energinivåerna som upptas av elektronerna kallas ofta skal som omger atomkärnan. Varje skal betecknas med ett heltal som börjar med 1. Ju högre skalets nummer är, desto större avstånd från atomkärnan. Elektronerna i varje skal finns i områden som kallas orbitaler eller subskal som betecknas s, p, d och f.
Varje elektronskal kan inte upptas av mer än 2n2 elektroner, där ”n” står för skalnumret. Det första skalet, som ligger närmast kärnan, kommer alltså bara att innehålla två elektroner, det andra åtta, det tredje 18 osv. Inom ett skal kan varje orbital inte upptas av mer än två elektroner.
Varje skal innehåller samma typ av orbitaler som i det tidigare skalet och en ny typ av orbitaler också. Det första skalet innehåller endast en s-orbital, men det andra skalet innehåller en s-orbital och tre p-orbitaler; var och en av dessa p-orbitaler kan hålla två elektroner, så de kombinerade p-orbitalerna i ett skal kan hålla upp till sex elektroner. Det tredje skalet har en s-orbitaler, tre p-orbitaler och fem d-orbitaler. De sju f-orbitalerna förekommer först i det fjärde skalet, som också innehåller en s-orbitaler, tre p-orbitaler och fem d-orbitaler. Orbitaler bortom f orbitaler finns men diskuteras sällan.
Ett elektronkonfigurationsdiagram visar i vilken ordning orbitalerna i skalen är fyllda. Till exempel är elektronkonfigurationen för grundämnet natrium 1s2 2s2 2p6 3s1, vilket betyder att natriums 11 elektroner finns i de första, andra och tredje elektronskalen. Det första och andra skalets s orbitaler innehåller vardera två elektroner, och p-orbitalen för det andra skalet har sex elektroner. Det tredje skalets s orbital innehåller endast en elektron; dess tre p-orbitaler och fem d-orbitaler är obesatta.
När du skriver elektronkonfigurationsnotation kan den övre skriften på bokstaven som indikerar en typ av orbital aldrig vara högre än det maximala antalet elektroner som kan uppta den typen av orbital. Upphöjningarna för s, p, d och f blir aldrig högre än 2, 6, 10 respektive 14.
Skal och orbitaler med lägre energi fylls före de med högre energinivå. Detta betyder dock inte att ett skal kommer att vara helt fyllt innan elektronerna börjar ockupera nästa skal. Ett konfigurationsdiagram visar att 4s orbitalen kommer att vara upptagen före 3d orbitalen. Detta beror på att när antalet elektroner ökar interagerar elektronerna med varandra och skapar förhållanden där den högre orbitalen är det lägsta energitillståndet för nästa elektron att uppta.
Att förstå elektronkonfiguration är särskilt viktigt för studiet av kemi. Detta beror på att kemiska reaktioner vanligtvis sker i valens- eller ytterskalelektronerna. Valensskalets elektronkonfiguration ger viktig information om hur varje element reagerar med de andra.