Le nombre maximum d'électrons pouvant occuper le niveau d'énergie le plus externe (également appelé couche de valence) d'un atome dépend de l'élément et de sa position dans le tableau périodique. Il est déterminé par le nombre d’électrons de valence, qui sont les électrons de la couche la plus externe qui participent à la liaison chimique.

La formule générale pour déterminer le nombre maximum d'électrons dans le niveau d'énergie le plus externe (n) est donnée par 2n², où n est le numéro du niveau d'énergie.

Par exemple:

- Pour le premier niveau d'énergie (n =1), le nombre maximum d'électrons est de 2(1)² =2 électrons.

- Pour le deuxième niveau d'énergie (n =2), le nombre maximum d'électrons est de 2(2)² =8 électrons.

- Pour le troisième niveau d'énergie (n =3), le nombre maximum d'électrons est de 2(3)² =18 électrons.

Il existe cependant des exceptions à cette règle pour certains éléments, notamment ceux de la série des métaux de transition et les éléments des terres rares. Ces éléments peuvent avoir des coques internes incomplètes ou partiellement remplies, entraînant des variations du nombre maximum d'électrons au niveau d'énergie le plus externe.