Les électrons (chargés négativement) sont répartis sur des couches concentriques (en première approximation) au noyau. Les couches appelées K (la première, proche du noyau, n=1), L (la deuxième, n=2), M (n=3), N (n=4), etc. ne peuvent contenir qu’un nombre limité d’électrons (2n²).
Leur remplissage se fait selon l’ordre suivant : K, 2 électrons (2 x 1²) ; L, 8 (2 x 2²) ; M, 18 (2 x 3²) ; N, 32 (2 x 4²) ; etc. C’est ainsi que la configuration électronique du chlore (Z=17) s’écrit K²L⁸M⁷.

Cette règle des 2n² n’est pas vérifiée pour les couches O, P, Q, celles-ci n’étant complètes que dans certains cas.

Les électrons des couches les plus éloignées du noyau donnent à l’atome l’essentiel de ses propriétés lors de ses interactions avec les autres atomes et avec les champs extérieurs.

Les atomes et les molécules cédant ou acquérant un ou plusieurs électrons deviennent des ions.

Thalès de Milet, connu pour ses travaux en mathématiques, découvre qu’un morceau d’ambre jaune frotté avec une peau de chat attire des objets légers comme des brins de paille. C’est ce qui sera appelé plus tard l’électricité statique. Mais c’est vers 1600 que William Gilbert invente le mot «électrique» en souvenir de l’ambre (êlektron en grec).

L’électricité statique vient du fait qu’en raison du frottement entre deux matériaux (ambre et peau de chat dans le cas de Thalès) des électrons sont arrachés des noyaux des atomes d’un des matériaux (la peau de chat ici) et sont captés par l’autre (l’ambre dans notre exemple), l’ambre se chargeant négativement, et la peau de chat positivement. Ensuite, en approchant le brin de paille des charges négatives de l’ambre, des charges positives vont migrer à l’intérieur du brin (qui est globalement neutre électriquement) pour se placer face aux charges négatives de l’ambre. Le brin de paille (léger) sera attiré par l’ambre.