Atomi on aineen perusosa, joka koostuu positiivisesti varautuneesta ytimestä (ytimestä), jota ympäröi negatiivisesti varautuneiden elektronien pilvi. Määritelmän mukaan atomit ovat neutraaleja kokonaisuuksia, koska elektronin pilven negatiivinen varaus peruuttaa ytimen positiivisen varauksen. Elektronin voitto tai häviö voi kuitenkin johtaa ionin, joka tunnetaan myös nimellä varattu atomi, muodostumiseen.
Elementti on esimerkki atomista, jolla on kiinteä määrä positiivisia protoneja ytimen sisällä. Esimerkiksi natrium on alkuaine, jonka ytimessä on 11 protonia ja 11 elektronia. Toinen esimerkki elementistä on hiili, jolla on kuusi protonia ytimessä ja kuusi elektronia. Molemmissa tapauksissa näillä elementeillä on neutraali varaus. Atomi latautuu, kun protonien lukumäärä ei ole yhtä suuri kuin elektronien määrä. Esimerkiksi, jos elementissä on kuusi protonia, mutta vain viisi elektronia, elementin nettovaraus on +1. Vastaavasti, jos elementissä on kuusi protonia, mutta seitsemän elektronia, niin elementin nettovaraus on -1. Todellisuudessa kaikki elementit ovat luonnollisessa tilassaan neutraaleja, ja elektronien voitto tai menetys määrää niiden varauksen.
Atomeja ympäröivät elektronit voivat istua vain hyvin määritellyissä kuorissa. Jokainen kuori voi sisältää vain kiinteän määrän elektroneja, ja atomit ovat vakaampia, kun nämä kuoret täytetään. On mahdollista ennustaa, mikä varaus atomin saa, katsomalla miten elektronit istuvat atomin ympärillä. Atomin ensimmäiseen kuoreen mahtuu vain kaksi elektronia, toiseen kuoreen mahtuu kahdeksan elektronia ja kolmanteen kuoreeseen mahtuu 16 elektronia. Jos kuori on alle puoliksi täynnä, atomilla on helpompi menettää elektroneja vakautuakseen. Tässä tapauksessa atomista tulee positiivinen ioni. Vaihtoehtoisesti, jos kuori on yli puolet täynnä, atomilla on helpompi hankkia elektroneja vakautuakseen. Tämä johtaa negatiiviseen ioniin.
Natriumissa on 11 elektronia, jotka kiertävät ytimen. Kaksi ensimmäistä kuorta natriumissa ovat täynnä ja vain yksi elektroni vie kolmannen kuoren. Siksi natriumin on helpompi menettää elektroni ja tulla positiiviseksi.