ატომები არის ყველაზე პატარა ნაწილაკები, რომლებიც კვლავ ინარჩუნებენ ელემენტის ქიმიურ თვისებებს. ისინი შედგება სუბატომური ნაწილაკებისგან, რომლებსაც ნეიტრონები, ელექტრონები და პროტონები ეწოდება. იონები დამუხტული ატომები ან ატომების ჯგუფებია. იონები შეიძლება დადებითად ან უარყოფითად იყოს დამუხტული. დადებითად დამუხტულ იონებს კატიონებს უწოდებენ. უარყოფითად დამუხტულ იონებს ანიონებს უწოდებენ.
ელემენტები წარმოადგენს ატომებისგან შექმნილ ფუნდამენტურ ნივთიერებებს, რომელთა ქიმიური შეცვლა ან შემდგომი დაშლა შეუძლებელია. ატომები შედგება ბირთვის ბირთვისა და ორბიტალური ელექტრონებისგან. ბირთვი შედგება პროტონებისა და ნეიტრონებისგან. პროტონები მცირე ნაწილაკებია, რომლებსაც ოდნავ დადებითი მუხტი აქვთ. ნეიტრონები დაახლოებით იგივე ზომისაა, როგორც პროტონები. მათ ბრალი არ აქვთ. ელექტრონები ძალიან მცირეა, პროტონებსა და ნეიტრონებზეც კი მცირეა. ელექტრონებს აქვთ ოდნავ უარყოფითი მუხტი. პროტონების რაოდენობა ატომის ბირთვში განსაზღვრავს, თუ რომელ ელემენტს ატომი ქმნის. ელექტრონების, განსაკუთრებით ვალენტული ელექტრონების რაოდენობა, რომლებიც ბირთვის გარშემო მოძრაობენ, განსაზღვრავს რამდენად რეაქტიულია ატომი.
ელექტრონები ატომის ბირთვის გარშემო ტრიალებენ, რადგან მათ პოზიტიურად დამუხტული პროტონები იზიდავს. ისინი არ იკავებენ ბირთვს, რადგან ისინი მოგერიებულია სხვა ელექტრონების უარყოფითი მუხტებით. ელექტრონები ორბიტაზე ახდენენ ფენებს, რომლებსაც გარსი ეწოდება. თითოეული გარსი "ივსება", როდესაც ის შეიცავს რვა ელექტრონის ოქტეტს. უკიდურესი გარსი ფლობს ვალენტურ ელექტრონებს. ვალენტური ელექტრონები განსაზღვრავს რამდენად რეაქტიული ელემენტია. სხვადასხვა ელემენტის ატომებს ელექტრონის სხვადასხვა რაოდენობა აქვთ. ატომის ვალენტური ელექტრონების რაოდენობა შეიძლება განისაზღვროს პერიოდული ცხრილის გამოყენებით. პერიოდულ ცხრილზე რვა სვეტია განთავსებული და ელემენტები ორგანიზებულია რვა სვეტიდან ერთში. ვალენტური ელექტრონების რაოდენობა ელემენტში შეესაბამება მის სვეტს, დაწყებული ერთიდან რვა. რვა სვეტში არსებულ კეთილშობილ გაზებს აქვთ ვალენტური ელექტრონების სრული ოქტეტი და არ არიან ძალიან რეაქტიული.
კეთილშობილი გაზები ძალიან სტაბილურია, რადგან მათ აქვთ სრული გარსი. ელემენტების უმეტესობა, გარდა მძიმე მეტალებისა, ლანთანიდები და აქტინიდები, იცავს ოქტეტის წესს. ოქტეტის წესში ნათქვამია, რომ ელემენტები განიცდიან რეაქციებს, რის შედეგადაც ხდება სრული ვალენტობის გარსი. ატომები სრული გარსით არ არის ძალიან რეაქტიული, რადგან ისინი ენერგეტიკულად სტაბილურია. ატომები გაცვლიან ელექტრონებს სტაბილურობის გაზრდის მიზნით.
იონები წარმოიქმნება ატომების ელექტრონების გადატანისას. ყველა ატომს "სურს" ჰქონდეს ელექტრონული სრული ოქტეტი მათ უკიდურეს გარსებში. შვიდი ვალენტური ელექტრონის მქონე ატომებს ერთი ელექტრონის მოპოვება სურთ, რომ სულ რვა ჰქონდეთ. ერთი მოგება უფრო ადვილია, ვიდრე შვიდის დაკარგვა. ატომებს, რომელთაც აქვთ ერთი ვალენტური ელექტრონი, სურთ დაკარგონ ელექტრონი და ჩამოაგდონ სრულ გარსში. ერთი დაკარგვა უფრო ადვილია, ვიდრე შვიდი. ელექტრონებს აქვთ უარყოფითი მუხტი, ამიტომ ატომები, რომლებიც ელექტრონს იძენენ ოქტეტის დასასრულებლად, ასევე იძენენ უარყოფით მუხტს და იქცევიან ანიონებად. ატომები, რომლებიც კარგავენ ელექტრონს, კარგავენ ნეგატიურ მუხტს და ხდება კატიონები. ატომები, რომლებიც კარგავენ ან მოიპოვებენ მრავალ ელექტრონს, კარგავენ ან იძენენ მრავალ მუხტს.