Ο αριθμός των κελυφών ηλεκτρονίων σε ένα άτομο καθορίζεται από τον αριθμό των επιπέδων ενέργειας που καταλαμβάνουν τα ηλεκτρόνια. Κάθε επίπεδο ενέργειας μπορεί να κρατήσει το μέγιστο των 2N^2 ηλεκτρόνια, όπου n είναι ο αριθμός στάθμης ενέργειας. Το πρώτο επίπεδο ενέργειας (n =1) μπορεί να συγκρατήσει έως και 2 ηλεκτρόνια, το δεύτερο επίπεδο ενέργειας (n =2) μπορεί να συγκρατήσει έως και 8 ηλεκτρόνια και ούτω καθεξής.
Το οξυγόνο έχει 8 ηλεκτρόνια. Τα πρώτα δύο ηλεκτρόνια γεμίζουν το πρώτο επίπεδο ενέργειας και τα επόμενα έξι ηλεκτρόνια γεμίζουν το δεύτερο επίπεδο ενέργειας. Ως εκ τούτου, το οξυγόνο έχει δύο κελύφη ηλεκτρονίων.