Atomer är materiens byggstenar och tar hänsyn till all struktur som kan ses i det observerbara universum. Atomer består av en positivt laddad kärna som omges av ett moln av negativt laddade elektroner. I en neutral atom är antalet positivt laddade protoner i kärnan lika med antalet negativt laddade elektroner. En atom kan dock få eller förlora en elektron. Atomer som inte är elektriskt neutrala kallas joner och exempel på atomer som ofta förekommer i deras joniska är natrium, klor och magnesium.
Elektronskal
Elektroner omger atomer i diskreta skal och varje skaltyp kan innehålla ett fast antal elektroner. Till exempel kan s-skal rymma 2 elektroner och p-skal rymma 6 elektroner. Atomer är mest energiskt stabila när det yttre elektronskalet är fullt; därför stabiliserar det sig ibland för att en elektron ska gå förlorad och producera en positiv jon eller för att en elektron ska vinna och producera en negativ jon.
Natrium
Neutrala natriumatomer består av 11 protoner och 11 elektroner. Natrium har elektronkonfigurationen:
1s2 2s2 2p6 3s1
Detta betyder att 1s-elektronskalet är upptaget av 2 elektroner och därför är fullt. 2s och 2p skalen är också fulla men 3s skalet är upptaget av endast 1 elektron. Förlusten av en elektron i 3s-skalet leder till en mer stabil elektronisk konfiguration eftersom det nedre 2p-skalet är fullt. När en natriumatom förlorar sin yttre 3-elektron blir den positivt laddad. Symbolen för en positivt laddad natriumjon är Na +.
Klor
Kloratomer består av 17 protoner och 17 elektroner. Elektronkonfigurationen för klor är:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Eftersom ett p-skal kan rymma sex elektroner är klor mycket nära en stabil elektronkonfiguration. Klorns 3p-skal kan få den erforderliga elektronen på bekostnad av att atomen blir negativt laddad. Symbolen för en klorjon är Cl-.
Magnesium
Magnesiumatomer består av 12 protoner och 12 elektroner. Elektronkonfigurationen av magnesium är:
1s2 2s2 2p6 3s2
Magnesium kan förlora en eller två elektroner i sitt 3s skal, vilket ger en jon med en laddning av +1 eller +2. Symbolen för magnesiumjoner är Mg + och Mg2 +, beroende på den totala laddningen.