Atomi ir mazākās daļiņas, kas joprojām saglabā elementa ķīmiskās īpašības. Tie sastāv no subatomiskām daļiņām, ko sauc par neitroniem, elektroniem un protoniem. Joni ir uzlādēti atomi vai atomu grupas. Jonus var uzlādēt pozitīvi vai negatīvi. Pozitīvi lādētos jonus sauc par katjoniem. Negatīvi lādētos jonus sauc par anjoniem.
Elementi ir pamata vielas, kas izgatavotas no atomiem, kuras nevar ķīmiski mainīt vai sadalīt tālāk. Atomi sastāv no kodola kodola un orbitālajiem elektroniem. Kodolu veido protoni un neitroni. Protoni ir mazas daļiņas, kurām ir nedaudz pozitīvs lādiņš. Neitronu izmērs ir aptuveni vienāds ar protoniem. Viņiem nav jāmaksā. Elektroni ir ļoti mazi, pat mazāki par protoniem un neitroniem. Elektroniem ir nedaudz negatīvs lādiņš. Protonu skaits atoma kodolā nosaka, kuru elementu atoms veido. Elektronu, īpaši valences elektronu, kas riņķo ap kodolu, skaits nosaka to, cik atoms ir reaktīvs.
Elektroni riņķo ap atoma kodolu, jo tos piesaista pozitīvi lādētie protoni. Viņi nelīp pie kodola, jo tos atgrūž citu elektronu negatīvie lādiņi. Elektroni mēdz riņķot pa slāņiem, kurus sauc par čaulām. Katrs apvalks ir "piepildīts", ja tajā ir astoņu elektronu oktets. Ārējais apvalks satur valences elektronus. Valences elektroni nosaka elementa reaktivitāti. Dažādu elementu atomiem ir atšķirīgs elektronu skaits. Valenta elektronu skaitu, kuru ir atoms, var noteikt, izmantojot periodisko tabulu. Periodiskajā tabulā ir astoņas kolonnas, un elementi ir sakārtoti vienā no astoņām kolonnām. Valences elektronu skaits elementā atbilst tā kolonnai, sākot no viena līdz astoņiem. Cēlām gāzēm astotajā kolonnā ir pilns valences elektronu oktets, un tās nav ļoti reaktīvas.
Cēlās gāzes ir ļoti stabilas, jo tām ir pilns ārējais apvalks. Lielākā daļa elementu, izņemot smagos metālus, lantanīdus un aktinīdus, ievēro okteta likumu. Okteta noteikums nosaka, ka elementiem ir tendence iziet reakcijas, kuru rezultātā rodas pilnīgs valences apvalks. Atomi ar pilnu ārējo apvalku nav ļoti reaktīvi, jo tie ir enerģētiski stabili. Atomi apmainās ar elektroniem, lai palielinātu stabilitāti.
Joni veidojas, kad atomi pārnes elektronus. Visiem atomiem "gribas", lai to visattālākajos apvalkos būtu pilns elektronu oktets. Atomi ar septiņiem valences elektroniem vēlēsies iegūt vienu elektronu, lai kopā būtu astoņi. Iegūt vienu ir vieglāk nekā zaudēt septiņus. Atomi ar vienu valences elektronu vēlas zaudēt elektronu, lai nokristu līdz pilnam apvalkam. Zaudēt vienu ir vieglāk nekā iegūt septiņus. Elektroniem ir negatīvs lādiņš, tāpēc arī atomi, kas iegūst elektronu, lai pabeigtu oktetu, iegūst negatīvu lādiņu un kļūst par anjoniem. Atomi, kas zaudē elektronu, zaudē negatīvo lādiņu un kļūst par katjoniem. Atomi, kas zaudē vai iegūst vairākus elektronus, zaudē vai iegūst vairākus lādiņus.