Atomy jsou nejmenší částice, které si stále zachovávají chemické vlastnosti prvku. Jsou tvořeny subatomárními částicemi zvanými neutrony, elektrony a protony. Iony jsou nabité atomy nebo skupiny atomů. Ionty mohou být kladně nebo záporně nabité. Kladně nabité ionty se nazývají kationty. Záporně nabité ionty se nazývají anionty.
Prvky jsou základní látky vyrobené z atomů, které nelze chemicky měnit nebo dále rozkládat. Atomy se skládají z jádra jádra a orbitálních elektronů. Jádro je tvořeno protony a neutrony. Protony jsou malé částice, které mají mírně kladný náboj. Neutrony mají přibližně stejnou velikost jako protony. Nemají žádný poplatek. Elektrony jsou velmi malé, dokonce menší než protony a neutrony. Elektrony mají mírně záporný náboj. Počet protonů v jádru atomu určuje, který prvek atom tvoří. Počet elektronů, zejména valenčních elektronů obíhajících kolem jádra, určuje, jak reaktivní je atom.
Elektrony obíhají kolem atomového jádra, protože jsou přitahovány kladně nabitými protony. Nedrží se jádra, protože jsou odpuzovány negativními náboji ostatních elektronů. Elektrony mají tendenci obíhat ve vrstvách nazývaných skořápky. Každá skořápka je „naplněna“, když obsahuje oktet osmi elektronů. Vnější plášť drží valenční elektrony. Valenční elektrony určují, jak reaktivní je prvek. Atomy různých prvků mají různý počet elektronů. Počet valenčních elektronů, které atom má, lze určit pomocí periodické tabulky. V periodické tabulce je osm sloupců a prvky jsou uspořádány do jednoho z osmi sloupců. Počet valenčních elektronů v prvku odpovídá jeho sloupci, který se pohybuje od jedné do osmi. Vzácné plyny ve sloupci osm mají plný oktet valenčních elektronů a nejsou příliš reaktivní.
Vzácné plyny jsou velmi stabilní, protože mají plný vnější plášť. Většina prvků, s výjimkou těžkých kovů, lanthanoidů a aktinidů, se řídí pravidlem oktetu. Pravidlo oktetu uvádí, že prvky mají tendenci podstupovat reakce, jejichž výsledkem je plná valenční schránka. Atomy s úplnými vnějšími skořápkami nejsou příliš reaktivní, protože jsou energeticky stabilní. Atomy si vyměňují elektrony, aby zvýšily stabilitu.
Iony se tvoří, když atomy přenášejí elektrony. Všechny atomy „chtějí“ mít ve svých vnějších skořápkách plný oktet elektronů. Atomy se sedmi valenčními elektrony budou chtít získat jeden elektron, aby jich bylo celkem osm. Získat jeden je jednodušší než ztratit sedm. Atomy s jedním valenčním elektronem chtějí ztratit elektron, aby spadly do plné skořápky. Ztratit jednu je snazší než získat sedm. Elektrony mají záporný náboj, takže atomy, které získají elektron k dokončení oktetu, také získávají záporný náboj a stávají se anionty. Atomy, které ztrácejí elektron, ztrácejí negativní náboj a stávají se kationty. Atomy, které ztrácejí nebo získávají více elektronů, ztrácejí nebo získávají více nábojů.