Ein Atom ist ein Grundbestandteil der Materie, der aus einem positiv geladenen Kern (Kern) besteht, der von einer Wolke negativ geladener Elektronen umgeben ist. Atome sind per Definition neutrale Einheiten, weil die positive Ladung des Kerns durch die negative Ladung der Elektronenwolke aufgehoben wird. Die Aufnahme oder der Verlust eines Elektrons kann jedoch zur Bildung eines Ions führen, das auch als geladenes Atom bezeichnet wird.
Ein Element ist ein Beispiel für ein Atom mit einer festen Anzahl positiver Protonen im Kern. Natrium ist zum Beispiel ein Element mit 11 Protonen im Kern und 11 Elektronen. Ein weiteres Beispiel für ein Element ist Kohlenstoff mit sechs Protonen im Kern und sechs Elektronen. In beiden Fällen haben diese Elemente eine neutrale Ladung. Ein Atom wird geladen, wenn die Anzahl der Protonen nicht der Anzahl der Elektronen entspricht. Wenn ein Element beispielsweise sechs Protonen, aber nur fünf Elektronen hat, beträgt die Nettoladung des Elements +1. Umgekehrt, wenn ein Element sechs Protonen, aber sieben Elektronen hat, dann ist die Nettoladung des Elements -1. In Wirklichkeit sind alle Elemente in ihrem natürlichen Zustand neutral, und es ist die Aufnahme oder der Verlust von Elektronen, die ihre Ladung bestimmen.
Die Elektronen, die Atome umgeben, können nur in wohldefinierten Schalen sitzen. Jede Schale kann nur eine feste Anzahl von Elektronen aufnehmen, und die Atome sind stabiler, wenn diese Schalen gefüllt sind. Es ist möglich, vorherzusagen, welche Ladung ein Atom erhält, indem man sich die Anordnung der Elektronen um das Atom ansieht. Die erste Schale eines Atoms kann nur zwei Elektronen aufnehmen, die zweite Schale kann acht Elektronen aufnehmen und die dritte Schale kann 16 Elektronen aufnehmen. Wenn eine Schale weniger als halb voll ist, kann ein Atom leichter Elektronen verlieren, um stabiler zu werden. In diesem Fall wird das Atom zu einem positiven Ion. Wenn eine Schale jedoch mehr als halb voll ist, kann ein Atom leichter Elektronen aufnehmen, um stabiler zu werden. Dies führt zu einem negativen Ion.
Natrium hat 11 Elektronen, die den Kern umkreisen. Die ersten beiden Schalen im Natrium sind voll und nur ein Elektron besetzt die dritte Schale. Daher ist es für Natrium einfacher, ein Elektron zu verlieren und positiv zu werden.