Atomai yra mažiausios dalelės, kurios vis dar išlaiko chemines elemento savybes. Jie susideda iš subatominių dalelių, vadinamų neutronais, elektronais ir protonais. Jonai yra įkraunami atomai arba jų grupės. Jonai gali būti teigiamai arba neigiamai įkrauti. Teigiamai įkrauti jonai vadinami katijonais. Neigiamai įkrauti jonai vadinami anijonais.
Elementai yra pagrindinės medžiagos, sudarytos iš atomų, kurių negalima chemiškai pakeisti ar skaidyti toliau. Atomai susideda iš šerdies branduolio ir orbitos elektronų. Branduolį sudaro protonai ir neutronai. Protonai yra mažos dalelės, turinčios šiek tiek teigiamą krūvį. Neutronai yra maždaug tokio pat dydžio kaip protonai. Jie neturi jokio mokesčio. Elektronai yra labai maži, net mažesni už protonus ir neutronus. Elektronai turi šiek tiek neigiamą krūvį. Protonų skaičius atomo branduolyje lemia, kurį elementą sudaro atomas. Elektronų, ypač valentinių elektronų, skriejančių aplink branduolį, skaičius lemia atomo reaktyvumą.
Elektronai skrieja aplink atomo branduolį, nes juos traukia teigiamai įkrauti protonai. Jie nelimpa prie branduolio, nes juos atstumia neigiami kitų elektronų krūviai. Elektronai linkę skrieti sluoksniais, vadinamais apvalkalais. Kiekvienas apvalkalas yra „užpildytas“, kai jame yra aštuonių elektronų oktetas. Atokiausias apvalkalas turi valentinius elektronus. Valentiniai elektronai lemia elemento reaktyvumą. Skirtingų elementų atomai turi skirtingą elektronų skaičių. Valento elektronų, kuriuos turi atomas, skaičių galima nustatyti naudojant periodinę lentelę. Periodinėje lentelėje yra aštuoni stulpeliai, o elementai yra suskirstyti į vieną iš aštuonių stulpelių. Valentinių elektronų skaičius elemente atitinka jo stulpelį, svyruojantį nuo vieno iki aštuonių. Aštuntoje kolonoje esančios tauriosios dujos turi visą valentinių elektronų oktetą ir nėra labai reaktyvios.
Tauriosios dujos yra labai stabilios, nes jos turi visą išorinį apvalkalą. Dauguma elementų, išskyrus sunkiuosius metalus, lantanidus ir aktinidus, vadovaujasi okteto taisykle. Okteto taisyklė teigia, kad elementai linkę vykti reakcijomis, dėl kurių susidaro visas valentinis apvalkalas. Atomai su pilnais išoriniais apvalkalais nėra labai reaktyvūs, nes yra energetiškai stabilūs. Atomai keičia elektronus, kad padidintų stabilumą.
Jonai susidaro, kai atomai perduoda elektronus. Visi atomai „nori“, kad jų tolimiausiuose apvalkaluose būtų visas elektronų oktetas. Atomai, turintys septynis valentinius elektronus, norės gauti vieną elektroną, kad iš viso būtų aštuoni. Įgyti vieną yra lengviau nei prarasti septynis. Atomai, turintys vieną valentinį elektroną, nori prarasti elektroną, kad sumažėtų iki pilno apvalkalo. Prarasti vieną yra lengviau nei gauti septynis. Elektronai turi neigiamą krūvį, todėl atomai, įgyjantys elektroną, kad užbaigtų savo oktetą, taip pat įgyja neigiamą krūvį ir tampa anijonais. Elektroną praradę atomai praranda neigiamą krūvį ir tampa katijonais. Atomai, kurie praranda arba įgyja kelis elektronus, praranda arba įgyja kelis įkrovimus.