Viena iš pagrindinių cheminių reakcijų varomųjų jėgų yra elektronų ryšiai, susidarantys tarp atomų. Elektronai yra neigiamo krūvio dalelės, kurios skrieja aplink atomo branduolį apvalkaluose. Kiekvienas atomo elektronų apvalkalas turi nustatytą elektronų skaičių, kurį jis išlaiko, kai įmanoma, net jei jis išbalansuoja grynąjį atomo krūvį; elektronai ir protonai atskirai turi vienodą elektros krūvį. Tam tikro atomo krūvio kiekis išreiškiamas viršutiniu indeksu elemento pavadinimo dešinėje; pavyzdžiui, Na1+. Viršutinis indeksas ir ženklas yra žinomi kaip įkrovimo numeris.
Išorinis atomo elektroninis apvalkalas vadinamas valentiniu apvalkalu ir yra cheminių reakcijų pagrindas. Kiekvienas apvalkalas turi skirtingą elektronų skaičių: vidiniame apvalkale yra du elektronai, kitame – aštuoni, o vėlesniuose – 18. Krūvio skaičius atsiranda dėl natūralaus atomų polinkio turėti pilną valentinį apvalkalą, nesvarbu, ar tai susiję su įgijimu ar prarandant elektronus. Elementai periodinėje lentelėje suskirstyti į grupes pagal elektronų skaičių jų valentiniuose apvalkaluose. Jei du elementai yra tame pačiame periodinės lentelės stulpelyje arba grupėje, jie turi tiek pat elektronų, skirtų cheminėms reakcijoms.
Išskyrus vandenilį, lentelės kairėje pusėje esantys elementai – I ir II grupės – yra šarminiai metalai ir šarminių žemių metalai. Jie turi beveik tuščius valentinius apvalkalus, kuriuose yra atitinkamai tik vienas arba du elektronai. Nuo III iki VII grupės yra nemetalai. III grupė turi tris elektronus, IV grupė – 4 ir pan. Tauriosios dujos, tokios kaip neonas, radonas ir ksenonas, turi pilną valentinį apvalkalą, todėl nereaguoja su kitais elementais.
Krūvio skaičius nustato, kokio tipo krūvį turės atskiras atomas, jei joninės cheminės reakcijos metu jis gaus arba praras elektronus. Pavyzdžiui, natris, reaguodamas su chloru, praranda vieną elektroną; chloras įgyja vieną elektroną. Jų atitinkami mokesčiai yra 1+ ir 1-. Natūralioje būsenoje visų elementų įkrovos skaičius yra lygus nuliui, nes nėra elektronų padidėjimo ar praradimo.
Periodinės lentelės 3–12 stulpeliuose esantys pereinamojo laikotarpio elementai gali būti susieti su skirtingais elementais. Todėl jų įkrovimo numeriai skirsis. IV grupės elementų, tokių kaip anglis, krūvio skaičius yra 4+/4-. Jie linkę sudaryti kovalentinius ryšius su kitais atomais, kuriuose elektronai yra dalijami, o ne perduodami.