原子は、負に帯電した電子の雲に囲まれた正に帯電したコア（原子核）からなる物質の基本的な構成要素です。 定義上、原子は中性の実体です。これは、原子核の正電荷が電子雲の負電荷によって打ち消されるためです。 ただし、電子の獲得または喪失は、荷電原子としても知られるイオンの形成につながる可能性があります。
元素は、原子核内に固定数の正の陽子を持つ原子の例です。 たとえば、ナトリウムは、原子核内に11個の陽子と11個の電子を持つ元素です。 元素の別の例は炭素で、原子核内に6つの陽子と6つの電子があります。 どちらの場合も、これらの元素は中性の電荷を持っています。 陽子の数が電子の数と等しくない場合、原子は帯電します。 たとえば、要素に6つの陽子があり、5つの電子しかない場合、要素の正味電荷は+1です。 逆に、元素に6つの陽子が7つの電子がある場合、その元素の正味電荷は-1です。 実際には、すべての元素は自然の状態では中性であり、電荷を決定するのは電子の獲得または喪失です。
原子を取り巻く電子は、明確に定義されたシェルにのみ存在できます。 各シェルは一定数の電子しか保持できず、これらのシェルが満たされると原子はより安定します。 電子が原子の周りにどのように位置するかを見ることで、原子がどの電荷を獲得するかを予測することができます。 原子の最初のシェルは2つの電子しか保持できず、2番目のシェルは8つの電子を保持でき、3番目のシェルは16の電子を保持できます。 シェルの充填量が半分未満の場合、原子はより安定するために電子を失いやすくなります。 この場合、原子は陽イオンになります。 あるいは、シェルが半分以上満たされている場合、原子がより安定するために電子を獲得するのは簡単です。 これはマイナスイオンにつながります。
ナトリウムには、原子核を周回する11個の電子があります。 ナトリウム内の最初の2つの殻はいっぱいで、1つの電子だけが3番目の殻を占めています。 したがって、ナトリウムは電子を失い、正になるのが簡単です。