Um átomo é um constituinte básico da matéria que consiste em um núcleo carregado positivamente (núcleo) rodeado por uma nuvem de elétrons carregados negativamente. Por definição, os átomos são entidades neutras porque a carga positiva do núcleo é cancelada pela carga negativa da nuvem de elétrons. No entanto, o ganho ou perda de um elétron pode levar à formação de um íon, também conhecido como átomo carregado.
Um elemento é um exemplo de átomo com um número fixo de prótons positivos dentro do núcleo. Por exemplo, o sódio é um elemento com 11 prótons no núcleo e 11 elétrons. Outro exemplo de elemento é o carbono, que possui seis prótons dentro do núcleo e seis elétrons. Em ambos os casos, esses elementos têm carga neutra. Um átomo fica carregado quando o número de prótons não é igual ao número de elétrons. Por exemplo, se um elemento tem seis prótons, mas apenas cinco elétrons, a carga líquida do elemento é +1. Por outro lado, se um elemento tem seis prótons, mas sete elétrons, a carga líquida do elemento é -1. Na realidade, todos os elementos são neutros em seu estado natural e é o ganho ou a perda de elétrons que determina sua carga.
Os elétrons que circundam os átomos só podem ficar em camadas bem definidas. Cada camada pode conter apenas um número fixo de elétrons, e os átomos são mais estáveis quando essas camadas são preenchidas. É possível prever qual carga um átomo ganhará observando como os elétrons se posicionam ao redor do átomo. A primeira camada de um átomo pode conter apenas dois elétrons, a segunda camada pode conter oito elétrons e a terceira camada pode conter 16 elétrons. Se uma camada estiver menos da metade cheia, é mais fácil para um átomo perder elétrons para se tornar mais estável. Nesse caso, o átomo se torna um íon positivo. Alternativamente, se uma camada estiver mais da metade cheia, é mais fácil para um átomo ganhar elétrons para se tornar mais estável. Isso leva a um íon negativo.
O sódio tem 11 elétrons que orbitam o núcleo. As duas primeiras camadas dentro do sódio estão cheias e apenas um elétron ocupa a terceira camada. Portanto, é mais fácil para o sódio perder um elétron e se tornar positivo.