Et atom er en grunnleggende bestanddel av materie som består av en positivt ladet kjerne (kjerne) omgitt av en sky av negativt ladede elektroner. Per definisjon er atomer nøytrale enheter fordi den positive ladningen til kjernen blir kansellert av den negative ladningen til elektronskyen. Gevinsten eller tapet av et elektron kan imidlertid føre til dannelsen av et ion, også kjent som et ladet atom.
Et element er et eksempel på et atom med et fast antall positive protoner i kjernen. For eksempel er natrium et element med 11 protoner i kjernen og 11 elektroner. Et annet eksempel på et grunnstoff er karbon, som har seks protoner i kjernen og seks elektroner. I begge tilfeller har disse elementene en nøytral ladning. Et atom blir ladet når antall protoner ikke tilsvarer antall elektroner. For eksempel, hvis et element har seks protoner, men bare fem elektroner, er nettoladningen til elementet +1. Omvendt, hvis et element har seks protoner, men syv elektroner, er nettoladningen til elementet -1. I virkeligheten er alle elementene nøytrale i sin naturlige tilstand, og det er gevinst eller tap av elektroner som bestemmer ladningen.
Elektronene som omgir atomer kan bare sitte i veldefinerte skall. Hvert skall kan bare ha et fast antall elektroner, og atomene er mer stabile når disse skallene fylles. Det er mulig å forutsi hvilken ladning et atom vil få ved å se på hvordan elektronene sitter rundt atomet. Det første skallet til et atom kan bare holde to elektroner, det andre skallet kan holde åtte elektroner og det tredje skallet kan holde 16 elektroner. Hvis et skall er mindre enn halvfullt, er det lettere for et atom å miste elektroner for å bli mer stabil. I dette tilfellet blir atomet et positivt ion. Alternativt, hvis et skall er mer enn halvfullt, er det lettere for et atom å få elektroner for å bli mer stabil. Dette fører til et negativt ion.
Natrium har 11 elektroner som kretser rundt kjernen. De to første skallene i natrium er fulle, og bare ett elektron opptar det tredje skallet. Derfor er det lettere for natrium å miste et elektron og bli positiv.