Atome sind die kleinsten Teilchen, die noch die chemischen Eigenschaften eines Elements behalten. Sie bestehen aus subatomaren Teilchen, den Neutronen, Elektronen und Protonen. Ionen sind geladene Atome oder Atomgruppen. Ionen können positiv oder negativ geladen sein. Positiv geladene Ionen werden Kationen genannt. Negativ geladene Ionen werden Anionen genannt.
Elemente sind Grundstoffe aus Atomen, die chemisch nicht verändert oder weiter zerlegt werden können. Atome bestehen aus einem Kernkern und Orbitalelektronen. Der Kern besteht aus Protonen und Neutronen. Protonen sind kleine Teilchen, die eine leicht positive Ladung haben. Neutronen sind ungefähr gleich groß wie Protonen. Sie haben keine Gebühr. Elektronen sind sehr klein, noch kleiner als Protonen und Neutronen. Elektronen haben eine leicht negative Ladung. Die Anzahl der Protonen im Atomkern bestimmt, aus welchem Element das Atom besteht. Die Zahl der Elektronen, insbesondere der Valenzelektronen, die den Kern umkreisen, bestimmt, wie reaktiv das Atom ist.
Elektronen umkreisen den Atomkern, weil sie von den positiv geladenen Protonen angezogen werden. Sie haften nicht am Kern, weil sie von den negativen Ladungen der anderen Elektronen abgestoßen werden. Elektronen neigen dazu, in Schichten zu kreisen, die Schalen genannt werden. Jede Schale ist "gefüllt", wenn sie ein Oktett von acht Elektronen enthält. Die äußerste Schale enthält die Valenzelektronen. Die Valenzelektronen bestimmen, wie reaktiv ein Element ist. Atome verschiedener Elemente haben eine unterschiedliche Anzahl von Elektronen. Die Anzahl der Valenzelektronen eines Atoms kann mit Hilfe des Periodensystems bestimmt werden. Das Periodensystem hat acht Spalten, und die Elemente sind in einer der acht Spalten organisiert. Die Anzahl der Valenzelektronen in einem Element entspricht seiner Spalte und reicht von eins bis acht. Die Edelgase in Spalte acht haben ein volles Oktett von Valenzelektronen und sind nicht sehr reaktiv.
Die Edelgase sind sehr stabil, da sie eine volle Außenhülle haben. Die meisten Elemente, mit Ausnahme der Schwermetalle, der Lanthanoide und der Actiniden, folgen der Oktettregel. Die Oktettregel besagt, dass Elemente dazu neigen, Reaktionen einzugehen, die zu einer vollständigen Valenzschale führen. Atome mit vollen Außenhüllen sind nicht sehr reaktiv, da sie energetisch stabil sind. Atome tauschen Elektronen aus, um die Stabilität zu erhöhen.
Ionen entstehen, wenn Atome Elektronen übertragen. Alle Atome "möchten" ein volles Elektronenoktett in ihrer äußersten Schale haben. Atome mit sieben Valenzelektronen wollen ein Elektron gewinnen, um insgesamt acht zu haben. Einen zu gewinnen ist einfacher als sieben zu verlieren. Atome mit einem Valenzelektron wollen ein Elektron verlieren, um zu einer vollen Schale zu fallen. Einen zu verlieren ist einfacher als sieben zu gewinnen. Elektronen haben eine negative Ladung, so dass Atome, die ein Elektron aufnehmen, um ihr Oktett zu vervollständigen, auch eine negative Ladung erhalten und zu Anionen werden. Atome, die ein Elektron verlieren, verlieren eine negative Ladung und werden zu Kationen. Atome, die mehrere Elektronen verlieren oder gewinnen, verlieren oder gewinnen mehrere Ladungen.