Atomi so najmanjši delci, ki še vedno ohranjajo kemijske lastnosti elementa. Sestavljeni so iz subatomskih delcev, imenovanih nevtroni, elektroni in protoni. Ioni so nabiti atomi ali skupine atomov. Ioni so lahko pozitivno ali negativno nabiti. Pozitivno nabiti ioni se imenujejo kationi. Negativno nabiti ioni se imenujejo anioni.
Elementi so temeljne snovi, izdelane iz atomov, ki jih ni mogoče kemično spremeniti ali razgraditi naprej. Atomi so sestavljeni iz jedra jedra in orbitalnih elektronov. Jedro sestavljajo protoni in nevtroni. Protoni so majhni delci, ki imajo nekoliko pozitiven naboj. Nevtroni so približno enake velikosti kot protoni. Nimajo plačila. Elektroni so zelo majhni, celo manjši od protonov in nevtronov. Elektroni imajo nekoliko negativen naboj. Število protonov v jedru atoma določa, kateri element atom tvori. Število elektronov, zlasti valentnih, ki krožijo okoli jedra, določa, kako reaktiven je atom.
Elektroni krožijo okoli jedra atoma, ker jih privlačijo pozitivno nabiti protoni. Jedra se ne držijo, ker jih odbijajo negativni naboji drugih elektronov. Elektroni ponavadi krožijo v plasteh, imenovanih lupine. Vsaka lupina je "napolnjena", če vsebuje oktet osmih elektronov. Najbolj zunanja lupina vsebuje valentne elektrone. Valentni elektroni določajo, kako reaktiven je element. Atomi različnih elementov imajo različno število elektronov. Število valentnih elektronov, ki jih ima atom, lahko določimo s pomočjo periodnega sistema. V periodnem sistemu je osem stolpcev, elementi pa so organizirani v enega od osmih stolpcev. Število valentnih elektronov v elementu ustreza njegovemu stolpcu, in sicer od enega do osem. Plemeniti plini v osmem stolpcu imajo poln oktet valentnih elektronov in niso zelo reaktivni.
Plemeniti plini so zelo stabilni, ker imajo polno zunanjo lupino. Večina elementov, razen težkih kovin, lantanidov in aktinidov, sledi pravilu okteta. Pravilo okteta določa, da elementi ponavadi reagirajo, kar povzroči polno valentno lupino. Atomi s polno zunanjo lupino niso zelo reaktivni, ker so energetsko stabilni. Atomi si izmenjujejo elektrone, da povečajo stabilnost.
Ioni nastanejo, ko atomi prenašajo elektrone. Vsi atomi "želijo" imeti v svojih najbolj zunanjih lupinah cel oktet elektronov. Atomi s sedmimi valenčnimi elektroni bodo želeli pridobiti en elektron, da jih bo skupaj osem. Pridobiti eno je lažje kot izgubiti sedem. Atomi z enim valentnim elektronom želijo izgubiti elektron, da pade navzdol do polne lupine. Izgubiti enega je lažje kot pridobiti sedem. Elektroni imajo negativni naboj, zato tudi atomi, ki pridobijo elektron za dokončanje okteta, dobijo negativni naboj in postanejo anioni. Atomi, ki izgubijo elektron, izgubljajo negativni naboj in postajajo kationi. Atomi, ki izgubijo ali pridobijo več elektronov, izgubijo ali pridobijo več nabojev.