Le nombre de protons dans un atome détermine son numéro atomique ainsi que le nombre d'électrons dans un atome neutre. Par exemple, le carbone a un numéro atomique de 6, ce qui signifie qu’il possède 6 protons et 6 électrons. Cela fait du carbone un atome neutre, avec une charge totale de 0.
Si un atome gagne ou perd des électrons, il devient un ion. Un ion a une charge nette positive ou négative. Par exemple, si le carbone perd un électron, il devient un cation carbone, avec une charge de +1. Si le carbone gagne un électron, il devient un anion carbone, avec une charge de -1.