Gli elettroni si trovano sui gusci di un atomo a causa delle forze elettrostatiche attrattive tra gli elettroni caricati negativamente e il nucleo atomico carico positivamente. Secondo il modello atomico di Rutherford, un atomo è costituito da un minuscolo nucleo circondato da uno spazio molto più ampio in cui si trovano gli elettroni. La distribuzione degli elettroni in un atomo è determinata dalle loro proprietà quantomeccaniche, in particolare dalla dualità onda-particella.

Ogni elettrone in un atomo occupa uno specifico livello energetico o guscio elettronico. I gusci sono disposti concentricamente attorno al nucleo, con il guscio più interno più vicino al nucleo e quello più esterno più lontano. I livelli energetici aumentano all’aumentare della distanza dal nucleo. Gli elettroni possono occupare solo livelli energetici discreti e i livelli energetici consentiti sono determinati dai numeri quantici associati agli orbitali elettronici.

Il numero quantico principale (n) determina il livello energetico principale occupato da un elettrone, dove n =1 corrisponde al livello più interno, n =2 al secondo livello e così via. Il numero quantico del momento angolare (l) determina la forma dell'orbitale dell'elettrone all'interno di un dato guscio. Ciascun livello energetico principale può avere più sottolivelli con diversi numeri quantici di momento angolare. Il numero quantico magnetico (ml) descrive l'orientamento dell'orbitale dell'elettrone nello spazio. Infine, il numero quantico di spin (ms) specifica i due possibili stati di spin di un elettrone.

In sintesi, gli elettroni si trovano sui gusci di un atomo a causa delle forze elettrostatiche tra gli elettroni e il nucleo. La loro distribuzione è governata dalla meccanica quantistica, con gli elettroni che occupano livelli energetici discreti e orbitali determinati dai numeri quantici. Questa struttura a guscio svolge un ruolo cruciale nel determinare le proprietà chimiche e il comportamento di atomi e molecole.