Η δομή ενός ατόμου αποτελείται από:
τον πυρήνα και τα ηλεκτρόνια (e) που περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα σε τροχιές.
Κατά κάποιο τρόπο θα μπορούσαμε να την παραλληλίσουμε με το πλανητικό σύστημα, όπου ο πυρήνας είναι ο Ήλιος.

Ο πυρήνας είναι «κλειδωμένος» ως προς τη δομή του.
Δηλαδή (αν δεν προχωρήσουμε στην σχάση του πυρήνα) δεν μπορούμε να επέμβουμε αφαιρώντας ή προσθέτοντας δομικά στοιχεία του, πρωτόνια (p) ή νετρόνια (n)
Τα πρωτόνια είναι θετικά φορτισμένα και τα νετρόνια ουδέτερα.

Τα ηλεκτρόνια που περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα είναι αρνητικά φορτισμένα.

Αν συμπεριλάβουμε στην σκέψη μας πως η μάζα των ηλεκτρονίων είναι πολύ μικρότερη των μαζών των πρωτονίων και νετρονίων (που έχουν ίσες μάζες) και το ότι το φορτίο των ηλεκτρονίων είναι ισοδύναμο (κατά απόλυτη τιμή) με το φορτίο των πρωτονίων, οδηγούμαστε στο συμπέρασμα πως:

ένα άτομο ελεύθερο στη φύση, έχει ίδιο πλήθος p & e
Άρα το συνολικό φορτίο είναι μηδέν.

Αν δούμε αριθμητικά την δομή θα δούμε τα εξής:

έστω ένα άτομο στοιχείου που έχει στον πυρήνα 5 πρωτόνια και 5 (ή 6 ή 4) νετρόνια (δεν είναι απαραίτητο να έχουμε στον πυρήνα ίδιο πλήθος p & n)
Ως ουδέτερο στοιχείο, θα έχει επίσης 5 ηλεκτρόνια να περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα.
Αν θέσουμε ως +q το φορτίο των πρωτονίων, τότε το φορτίο των ηλεκτρονίων θα είναι -q
Συνεπώς, το συνολικό φορτίο του ατόμου μας είναι:

Q= 5(+q) + 5(-q)= 5q – 5q= 0

Δηλαδή Q = 0

Άρα, ένα ελεύθερο στη φύση άτομο, είναι φορτισμένο ουδέτερα.

Αν τώρα επέμβουμε στις στοιβάδες ηλεκτρονίων (στον πυρήνα δεν μπορούμε να επέμβουμε) μπορούμε να «κλέψουμε» ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια.
Στο παράδειγμά μας πχ, μπορούμε να κλέψουμε 3e και κατά συνέπεια στην τελική δομή θα έχουμε:
5p & 2e.
Δηλαδή το συνολικό φορτίο πλέον θα είναι:
Q’ = 5(+q) + 2(-q) = 3 (+q)
Δηλαδή θετικά φορτισμένο.
Κατά συνέπεια το άτομο μετατρέπεται σε θετικά φορτισμένο ιόν και ονομάζεται κατιόν.

Αντίστροφα, αν προσθέταμε ηλεκτρόνια, το άτομο μετατρέπεται σε αρνητικά φορτισμένο ιόν, και ονομάζεται ανιόν