الذرة هي المكون الأساسي للمادة التي تتكون من نواة موجبة الشحنة (نواة) محاطة بسحابة من الإلكترونات سالبة الشحنة. بحكم التعريف ، الذرات هي كيانات محايدة لأن الشحنة الموجبة للنواة تلغى بواسطة الشحنة السالبة لسحابة الإلكترون. ومع ذلك ، يمكن أن يؤدي اكتساب أو فقدان الإلكترون إلى تكوين أيون ، يُعرف أيضًا باسم الذرة المشحونة.
العنصر هو مثال للذرة مع عدد ثابت من البروتونات الموجبة داخل النواة. على سبيل المثال ، الصوديوم عنصر يحتوي على 11 بروتونًا داخل النواة و 11 إلكترونًا. مثال آخر للعنصر هو الكربون ، الذي يحتوي على ستة بروتونات داخل النواة وستة إلكترونات. في كلتا الحالتين ، هذه العناصر لها شحنة محايدة. تصبح الذرة مشحونة عندما لا يساوي عدد البروتونات عدد الإلكترونات. على سبيل المثال ، إذا كان العنصر يحتوي على ستة بروتونات ولكن خمسة إلكترونات فقط ، فإن صافي شحنة العنصر هو +1. على العكس من ذلك ، إذا كان العنصر يحتوي على ستة بروتونات ولكن سبعة إلكترونات ، فإن صافي شحنة العنصر هو -1. في الواقع ، جميع العناصر محايدة في حالتها الطبيعية ، ويكتسب أو يفقد الإلكترونات شحنتها.
يمكن للإلكترونات التي تحيط بالذرات أن تجلس فقط في أغلفة محددة جيدًا. يمكن لكل غلاف أن يحتوي فقط على عدد ثابت من الإلكترونات ، وتكون الذرات أكثر استقرارًا عندما تمتلئ هذه الأصداف. من الممكن التنبؤ بالشحنة التي ستكتسبها الذرة من خلال النظر في كيفية تواجد الإلكترونات حول الذرة. يمكن أن تحتوي القشرة الأولى للذرة على إلكترونين فقط ، ويمكن أن تحتوي القشرة الثانية على ثمانية إلكترونات ، ويمكن أن تحتوي القشرة الثالثة على 16 إلكترونًا. إذا كانت القشرة أقل من النصف ممتلئة ، فمن الأسهل للذرة أن تفقد الإلكترونات لتصبح أكثر استقرارًا. في هذه الحالة ، تصبح الذرة أيونًا موجبًا. بدلاً من ذلك ، إذا كانت القشرة أكثر من نصفها ممتلئة ، فمن الأسهل على الذرة أن تكتسب إلكترونات لتصبح أكثر استقرارًا. هذا يؤدي إلى أيون سالب.
يحتوي الصوديوم على 11 إلكترونًا تدور حول النواة. تمتلئ أول قشرتين داخل الصوديوم ويحتل إلكترون واحد الغلاف الثالث. لذلك ، من الأسهل أن يفقد الصوديوم إلكترونًا ويصبح إيجابيًا.