Een atoom is een basisbestanddeel van materie dat bestaat uit een positief geladen kern (kern) omgeven door een wolk van negatief geladen elektronen. Atomen zijn per definitie neutrale entiteiten omdat de positieve lading van de kern wordt opgeheven door de negatieve lading van de elektronenwolk. De winst of het verlies van een elektron kan echter leiden tot de vorming van een ion, ook wel een geladen atoom genoemd.
Een element is een voorbeeld van een atoom met een vast aantal positieve protonen in de kern. Natrium is bijvoorbeeld een element met 11 protonen in de kern en 11 elektronen. Een ander voorbeeld van een element is koolstof, dat zes protonen in de kern en zes elektronen heeft. In beide gevallen hebben deze elementen een neutrale lading. Een atoom wordt opgeladen als het aantal protonen niet gelijk is aan het aantal elektronen. Als een element bijvoorbeeld zes protonen heeft maar slechts vijf elektronen, is de nettolading van het element +1. Omgekeerd, als een element zes protonen maar zeven elektronen heeft, dan is de netto lading van het element -1. In werkelijkheid zijn alle elementen neutraal in hun natuurlijke staat, en het is de winst of het verlies van elektronen die hun lading bepaalt.
De elektronen die atomen omringen, kunnen alleen in goed gedefinieerde schillen zitten. Elke schil kan maar een vast aantal elektronen bevatten, en de atomen zijn stabieler als deze schillen gevuld zijn. Het is mogelijk om te voorspellen welke lading een atoom zal krijgen door te kijken hoe de elektronen rond het atoom zitten. De eerste schil van een atoom kan slechts twee elektronen bevatten, de tweede schil kan acht elektronen bevatten en de derde schil kan 16 elektronen bevatten. Als een schil minder dan halfvol is, dan is het voor een atoom gemakkelijker om elektronen te verliezen om stabieler te worden. In dit geval wordt het atoom een positief ion. Als alternatief, als een schil meer dan halfvol is, is het voor een atoom gemakkelijker om elektronen te krijgen om stabieler te worden. Dit leidt tot een negatief ion.
Natrium heeft 11 elektronen die om de kern draaien. De eerste twee schillen in natrium zijn vol en slechts één elektron bezet de derde schil. Daarom is het voor natrium gemakkelijker om een elektron te verliezen en positief te worden.