Atom adalah partikel terkecil yang masih mempertahankan sifat kimia suatu unsur. Mereka terdiri dari partikel subatomik yang disebut neutron, elektron dan proton. Ion adalah atom atau kelompok atom yang bermuatan. Ion dapat bermuatan positif atau negatif. Ion bermuatan positif disebut kation. Ion bermuatan negatif disebut anion.
Unsur adalah zat dasar, terbuat dari atom, yang tidak dapat diubah atau dipecah lebih lanjut secara kimia. Atom terdiri dari inti inti dan elektron orbital. Inti terdiri dari proton dan neutron. Proton adalah partikel kecil yang memiliki muatan sedikit positif. Neutron memiliki ukuran yang hampir sama dengan proton. Mereka tidak memiliki biaya. Elektron sangat kecil, bahkan lebih kecil dari proton dan neutron. Elektron memiliki muatan yang sedikit negatif. Jumlah proton dalam inti atom menentukan unsur mana yang menyusun atom tersebut. Jumlah elektron, khususnya elektron valensi, yang mengorbit inti menentukan seberapa reaktif atom tersebut.
Elektron mengorbit inti atom karena mereka tertarik pada proton yang bermuatan positif. Mereka tidak menempel pada inti karena mereka ditolak oleh muatan negatif dari elektron lainnya. Elektron cenderung mengorbit dalam lapisan yang disebut kulit. Setiap kulit "terisi" ketika mengandung oktet delapan elektron. Kulit terluar menyimpan elektron valensi. Elektron valensi menentukan seberapa reaktif suatu unsur. Atom dari unsur yang berbeda memiliki jumlah elektron yang berbeda. Jumlah elektron valensi suatu atom dapat ditentukan dengan menggunakan tabel periodik. Ada delapan kolom pada tabel periodik, dan unsur-unsur disusun menjadi salah satu dari delapan kolom. Jumlah elektron valensi dalam suatu unsur sesuai dengan kolomnya, mulai dari satu sampai delapan. Gas mulia di kolom delapan memiliki elektron valensi oktet penuh dan tidak terlalu reaktif.
Gas mulia sangat stabil karena memiliki kulit terluar yang penuh. Sebagian besar unsur, kecuali logam berat, lantanida dan aktinida, mengikuti aturan oktet. Aturan oktet menyatakan bahwa unsur cenderung mengalami reaksi yang menghasilkan kulit valensi penuh. Atom dengan kulit terluar penuh tidak terlalu reaktif karena energinya stabil. Atom bertukar elektron untuk meningkatkan stabilitas.
Ion terbentuk ketika atom mentransfer elektron. Semua atom "ingin" memiliki elektron oktet penuh di kulit terluarnya. Atom dengan tujuh elektron valensi akan ingin mendapatkan satu elektron untuk memiliki total delapan. Mendapatkan satu lebih mudah daripada kehilangan tujuh. Atom dengan satu elektron valensi ingin kehilangan elektron untuk jatuh ke kulit penuh. Kehilangan satu lebih mudah daripada mendapatkan tujuh. Elektron memiliki muatan negatif, sehingga atom yang mendapatkan elektron untuk melengkapi oktetnya juga mendapatkan muatan negatif dan menjadi anion. Atom yang kehilangan elektron akan kehilangan muatan negatif dan menjadi kation. Atom yang kehilangan atau memperoleh banyak elektron kehilangan atau memperoleh banyak muatan.