Atomit ovat aineen rakennuspalikoita ja muodostavat kaiken rakenteen, joka voidaan nähdä havaittavissa olevassa maailmankaikkeudessa. Atomit koostuvat positiivisesti varautuneesta ytimestä, jota ympäröi negatiivisesti varautuneiden elektronien pilvi. Neutraalissa atomissa positiivisesti varautuneiden protonien määrä ytimessä on yhtä suuri kuin negatiivisesti varautuneiden elektronien lukumäärä. Atomi voi kuitenkin saada tai menettää elektronin. Atomeja, jotka eivät ole sähköisesti neutraaleja, kutsutaan ioneiksi, ja esimerkkejä ioneista usein esiintyvistä atomista ovat natrium, kloori ja magnesium.
Elektronikuoret
Elektronit ympäröivät atomeja erillisissä kuorissa ja jokainen kuorityyppi voi pitää sisällään kiinteän määrän elektroneja. Esimerkiksi s-kuoret voivat pitää sisällään 2 elektronia ja p-kuoret voivat pitää sisällään 6 elektronia. Atomit ovat energeettisesti vakaimpia, kun ulompi elektronikuori on täynnä; sen vuoksi joskus stabiloituu, että elektroni menetetään tuottamaan positiivinen ioni tai saadaan elektroni, joka tuottaa negatiivisen ionin.
Natrium
Neutraalit natriumatomit koostuvat 11 protonista ja 11 elektronista. Natriumilla on elektronikonfiguraatio:
1s2 2s2 2p6 3s1
Tämä tarkoittaa, että 1s-elektronikuoressa on 2 elektronia ja se on siten täynnä. 2s ja 2p kuoret ovat myös täynnä, mutta 3s kuoressa on vain yksi elektroni. Elektronin menetys 3s-kuoressa johtaa vakaampaan elektroniseen kokoonpanoon, koska alempi 2p-kuori on täynnä. Kun natriumatomi menettää ulkoisen 3-elektroninsa, se varautuu positiivisesti. Positiivisesti varautuneen natriumionin symboli on Na +.
Kloori
Klooriatomit koostuvat 17 protonista ja 17 elektronista. Kloorin elektronikonfiguraatio on:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Koska p-kuori mahtuu kuusi elektronia, kloori on hyvin lähellä vakaata elektronikonfiguraatiota. Kloorin 3p-kuori voi saada tarvittavan elektronin negatiivisesti varautuneen atomin kustannuksella. Kloori-ionin symboli on Cl-.
Magnesium
Magnesiumatomit koostuvat 12 protonista ja 12 elektronista. Magnesiumin elektronikonfiguraatio on:
1s2 2s2 2p6 3s2
Magnesium voi menettää yhden tai kaksi elektronia 3-kuoressaan, jolloin saadaan ioni, jonka varaus on +1 tai +2. Magnesiumionien symboli on Mg + ja Mg2 +, riippuen kokonaispanoksesta.