L'elemento rame ha 11 elettroni di valenza, distribuiti tra gli orbitali più esterni di d e s. Questi elettroni sono quelli che si impegnano in reazioni chimiche che coinvolgono fotoni corrispondenti alla luce visibile. Gli elettroni interni richiedono energie molto più elevate per liberare, e non figurare in reazioni chimiche.
La configurazione del guscio di valenza del rame è responsabile della sua principale conduttività tra i metalli. La sua conduttività termica è seconda solo all'argento, perché il singolo atomo nella sua valenza più esterna è in grado di interagire prontamente per riempire il guscio con la configurazione relativamente stabile di due elettroni. Il rame ha 29 isotopi, che hanno diverse quantità di elettroni di valenza.
