Aatomid on kõige väiksemad osakesed, mis säilitavad endiselt elemendi keemilised omadused. Need koosnevad subatoomsetest osakestest, mida nimetatakse neutroniteks, elektronideks ja prootoniteks. Ioonid on laetud aatomid või aatomirühmad. Ioonid võivad olla positiivselt või negatiivselt laetud. Positiivselt laetud ioone nimetatakse katioonideks. Negatiivselt laetud ioone nimetatakse anioonideks.
Elemendid on aatomitest koosnevad põhiained, mida ei saa keemiliselt muuta ega edasi lagundada. Aatomid koosnevad tuuma tuumast ja orbiidi elektronidest. Tuum koosneb prootonitest ja neutronitest. Prootonid on väikesed osakesed, millel on veidi positiivne laeng. Neutronid on umbes sama suured kui prootonid. Neil pole tasu. Elektronid on väga väikesed, isegi väiksemad kui prootonid ja neutronid. Elektronidel on veidi negatiivne laeng. Prootonite arv aatomi tuumas määrab, millise elemendi aatom koosneb. Tuuma ümber tiirlevate elektronide, eriti valentselektronide arv määrab aatomi reaktsioonivõime.
Elektronid tiirlevad aatomi tuuma ümber, kuna neid tõmbavad positiivselt laetud prootonid. Nad ei kleepu tuuma külge, kuna neid tõrjuvad teiste elektronide negatiivsed laengud. Elektronid kipuvad tiirlema kihtides, mida nimetatakse kestadeks. Iga kest on "täidetud", kui see sisaldab kaheksast elektronist koosnevat oktetti. Äärmine kest hoiab valentselektrone. Valentselektroonid määravad elemendi reaktiivsuse. Erinevate elementide aatomitel on erinev elektronide arv. Aatomi valentselektronide arvu saab määrata perioodilise tabeli abil. Perioodilisustabelis on kaheksa veergu ja elemendid on korraldatud ühte kaheksast veerust. Valentselektronide arv elemendis vastab selle sambale, ulatudes ühest kuni kaheksani. Kaheksanda veeru väärisgaasidel on valentsielektronide täielik oktett ja nad ei ole eriti reaktiivsed.
Väärisgaasid on väga stabiilsed, kuna neil on täielik väliskest. Enamik elemente, välja arvatud raskmetallid, lantaniidid ja aktiniidid, järgivad oktetti reeglit. Oktetireegel ütleb, et elemendid kipuvad läbima reaktsioone, mille tulemuseks on täielik valents kest. Täielike väliskestadega aatomid ei ole eriti reaktiivsed, kuna nad on energeetiliselt stabiilsed. Aatomid vahetavad stabiilsuse suurendamiseks elektrone.
Ioonid tekivad siis, kui aatomid edastavad elektrone. Kõigil aatomitel on "soov", et nende äärmistes kestades oleks täielik elektronide oktett. Seitsme valentselektroniga aatomid tahavad saada ühte elektroni, et neid oleks kokku kaheksa. Ühe saamine on lihtsam kui seitsme kaotamine. Ühe valentselektroniga aatomid tahavad kaotada elektroni, et see langeks alla kogu kestani. Ühe kaotamine on lihtsam kui seitsme saamine. Elektronidel on negatiivne laeng, nii et aatomid, mis omandavad oma okteti lõpuleviimiseks elektroni, saavad samuti negatiivse laengu ja muutuvad anioonideks. Elektroni kaotavad aatomid kaotavad negatiivse laengu ja muutuvad katioonideks. Aatomid, mis kaotavad või saavad mitu elektroni, kaotavad või saavad mitu laengut.