Atom je základní složka hmoty, která se skládá z kladně nabitého jádra (jádra) obklopeného oblakem záporně nabitých elektronů. Podle definice jsou atomy neutrální entity, protože kladný náboj jádra je zrušen záporným nábojem elektronového mraku. Zisk nebo ztráta elektronu však může vést k tvorbě iontu, známého také jako nabitý atom.
Prvek je příkladem atomu se stálým počtem pozitivních protonů v jádře. Například sodík je prvek s 11 protony v jádru a 11 elektrony. Dalším příkladem prvku je uhlík, který má v jádru šest protonů a šest elektronů. V obou případech mají tyto prvky neutrální náboj. Atom se nabije, když se počet protonů nerovná počtu elektronů. Například pokud má prvek šest protonů, ale pouze pět elektronů, je čistý náboj prvku +1. Naopak, pokud má prvek šest protonů, ale sedm elektronů, pak je čistý náboj prvku -1. Ve skutečnosti jsou všechny prvky ve svém přirozeném stavu neutrální a jejich náboj určuje zisk nebo ztráta elektronů.
Elektrony, které obklopují atomy, mohou sedět pouze v přesně definovaných skořápkách. Každá skořápka pojme pouze pevný počet elektronů a atomy jsou stabilnější, když jsou tyto skořápky naplněny. Je možné předpovědět, jaký náboj atom získá, při pohledu na to, jak elektrony sedí kolem atomu. První obal atomu může obsahovat pouze dva elektrony, druhý obal může obsahovat osm elektronů a třetí obal může obsahovat 16 elektronů. Pokud je obal méně než z poloviny plný, pak je pro atom snazší ztratit elektrony, aby se stal stabilnějším. V tomto případě se atom stane kladným iontem. Alternativně, pokud je obal více než z poloviny plný, je pro atom snazší získat elektrony, aby se stal stabilnějším. To vede k negativnímu iontu.
Sodík má 11 elektronů, které obíhají kolem jádra. První dvě skořápky v sodíku jsou plné a pouze jeden elektron zabírá třetí skořápku. Proto je pro sodík snazší ztratit elektron a stát se pozitivním.