Атомите са най-малките частици, които все още запазват химичните свойства на даден елемент. Те се състоят от субатомни частици, наречени неутрони, електрони и протони. Йоните са заредени атоми или групи от атоми. Йоните могат да бъдат заредени положително или отрицателно. Положително заредените йони се наричат катиони. Отрицателно заредените йони се наричат аниони.
Елементите са основни вещества, изградени от атоми, които не могат да бъдат химически променяни или разграждани допълнително. Атомите се състоят от ядро на ядрото и орбитални електрони. Ядрото е изградено от протони и неутрони. Протоните са малки частици, които имат леко положителен заряд. Неутроните са с приблизително същия размер като протоните. Те нямат такса. Електроните са много малки, дори по-малки от протоните и неутроните. Електроните имат леко отрицателен заряд. Броят на протоните в ядрото на атома определя кой елемент съставя атомът. Броят на електроните, особено валентните електрони, които обикалят около ядрото, определя колко реактивен е атомът.
Електроните обикалят около ядрото на атома, защото са привлечени от положително заредените протони. Те не се придържат към ядрото, защото се отблъскват от отрицателните заряди на останалите електрони. Електроните са склонни да орбитират в слоеве, наречени черупки. Всяка обвивка се „пълни“, когато съдържа октет от осем електрона. Най-външната обвивка държи валентните електрони. Валентните електрони определят колко реактивен е даден елемент. Атомите на различни елементи имат различен брой електрони. Броят на валентните електрони, които има атомът, може да бъде определен с помощта на периодичната таблица. В периодичната таблица има осем колони и елементите са организирани в една от осемте колони. Броят на валентните електрони в даден елемент съответства на неговата колона, варираща от един до осем. Благородните газове в колона осем имат пълен октет на валентни електрони и не са много реактивни.
Благородните газове са много стабилни, тъй като имат пълна външна обвивка. Повечето елементи, с изключение на тежките метали, лантанидите и актинидите, следват правилото на октета. Правилото на октета гласи, че елементите са склонни да претърпят реакции, които водят до пълна валентна обвивка. Атомите с пълни външни обвивки не са много реактивни, защото са енергийно стабилни. Атомите обменят електрони, за да увеличат стабилността.
Йони се образуват, когато атомите прехвърлят електрони. Всички атоми "искат" да имат пълен октет от електрони в най-външните си черупки. Атомите със седем валентни електрона ще искат да спечелят един електрон, за да имат общо осем. Печеленето на един е по-лесно от загубата на седем. Атомите с един валентен електрон искат да загубят електрон, за да паднат до пълна обвивка. Загубата на един е по-лесна от печеленето на седем. Електроните имат отрицателен заряд, така че атомите, които получават електрон, за да завършат своя октет, също получават отрицателен заряд и се превръщат в аниони. Атомите, които губят електрон, губят отрицателен заряд и се превръщат в катиони. Атомите, които губят или получават множество електрони, губят или получават множество заряди.