Τα άτομα είναι τα δομικά στοιχεία της ύλης και αντιπροσωπεύουν όλη τη δομή που μπορεί να φανεί στο παρατηρήσιμο σύμπαν. Τα άτομα αποτελούνται από έναν θετικά φορτισμένο πυρήνα που περιβάλλεται από ένα νέφος αρνητικά φορτισμένων ηλεκτρονίων. Σε ένα ουδέτερο άτομο, ο αριθμός των θετικά φορτισμένων πρωτονίων στον πυρήνα είναι ίσος με τον αριθμό των αρνητικά φορτισμένων ηλεκτρονίων. Ωστόσο, ένα άτομο μπορεί να κερδίσει ή να χάσει ένα ηλεκτρόνιο. Άτομα που δεν είναι ηλεκτρικά ουδέτερα ονομάζονται ιόντα και παραδείγματα ατόμων που βρίσκονται συχνά στο ιοντικό τους για νατρίου, χλωρίου και μαγνησίου.
Κελύφη ηλεκτρονίων
Τα ηλεκτρόνια περιβάλλουν τα άτομα σε ξεχωριστά κελύφη και κάθε τύπος κελύφους μπορεί να έχει έναν σταθερό αριθμό ηλεκτρονίων. Για παράδειγμα, τα κελύφη s μπορούν να συγκρατήσουν 2 ηλεκτρόνια και τα κελύφη p μπορούν να συγκρατήσουν 6 ηλεκτρόνια. Τα άτομα είναι πιο ενεργειακά σταθερά όταν το εξωτερικό κέλυφος ηλεκτρονίων είναι γεμάτο. Επομένως, μερικές φορές σταθεροποιείται για να χαθεί ένα ηλεκτρόνιο παράγοντας ένα θετικό ιόν ή για ένα ηλεκτρόνιο που αποκτά παράγοντας ένα αρνητικό ιόν.
Νάτριο
Τα άτομα ουδέτερου νατρίου αποτελούνται από 11 πρωτόνια και 11 ηλεκτρόνια. Το νάτριο έχει τη διαμόρφωση ηλεκτρονίων:
1s2 2s2 2p6 3s1
Αυτό σημαίνει ότι το κέλυφος ηλεκτρονίων 1s καταλαμβάνεται από 2 ηλεκτρόνια και επομένως είναι γεμάτο. Τα κελύφη 2s και 2p είναι επίσης γεμάτα, αλλά το κέλυφος 3s καταλαμβάνεται από μόνο 1 ηλεκτρόνιο. Η απώλεια ενός ηλεκτρονίου στο κέλυφος των 3s, οδηγεί σε μια πιο σταθερή ηλεκτρονική διαμόρφωση αφού το κάτω κέλυφος των 2p είναι γεμάτο. Όταν ένα άτομο νατρίου χάνει το εξωτερικό ηλεκτρόνιο 3s, φορτίζεται θετικά. Το σύμβολο για ένα θετικά φορτισμένο ιόν νατρίου είναι Na +.
Χλώριο
Τα άτομα χλωρίου αποτελούνται από 17 πρωτόνια και 17 ηλεκτρόνια. Η ηλεκτρονική διαμόρφωση του χλωρίου είναι:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Εφόσον ένα κέλυφος p μπορεί να συγκρατήσει έξι ηλεκτρόνια, το χλώριο είναι πολύ κοντά σε μια σταθερή διαμόρφωση ηλεκτρονίων. Το κέλυφος 3p του χλωρίου μπορεί να κερδίσει το απαιτούμενο ηλεκτρόνιο σε βάρος του ατόμου που φορτίζεται αρνητικά. Το σύμβολο για ένα ιόν χλωρίου είναι Cl-.
Μαγνήσιο
Τα άτομα μαγνησίου αποτελούνται από 12 πρωτόνια και 12 ηλεκτρόνια. Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων του μαγνησίου είναι:
1s2 2s2 2p6 3s2
Το μαγνήσιο μπορεί να χάσει ένα ή δύο ηλεκτρόνια στο κέλυφος των 3s, αποδίδοντας ένα ιόν με φορτίο +1 ή +2. Το σύμβολο για τα ιόντα μαγνησίου είναι Mg + και Mg2 +, ανάλογα με τη συνολική φόρτιση.