อิเล็กตรอน
อิเล็กตรอน () (สัญลักษณ์ e) เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นลบ ไม่มีใครรู้จักส่วนประกอบหรือโครงสร้างพื้นฐานของมัน; ในคำกล่าวอื่น ๆ เช่น คาดกันโดยทั่วไปว่ามันจะเป็นอนุภาคที่เป็นมูลฐาน อิเล็กตรอนมีมวลที่เป็นประมาณ 1/18636 เท่าของโปรตอน โมเมนตัมเชิงมุมภายใน (สปิน) ของอิเล็กตรอนเป็นค่าครึ่งจำนวนเต็มในหน่วยของ ħ ซึ่งหมายความว่ามันเป็น เฟอร์เมียน (fermion) ปฏิยานุภาคของอิเล็กตรอนเรียกว่าโพซิตรอน มันเป็นเหมือนกันกับอิเล็กตรอนยกเว้นแต่ว่าจะมีค่าประจุไฟฟ้าและอื่น ๆ ที่มีลักษณะตรงกันข้าม เมื่ออิเล็กตรอนชนกันกับโพซิตรอน อนุภาคทั้งสองอาจกระจัดกระจายออกจากกันและกัน หรือถูกประลัย (annihilate)โดยสิ้นเชิง การผลิตคู่ (หรือมากกว่านั้น) เกิดขึ้นจากโฟตอนรังสีแกมมา อิเล็กตรอน ซึ่งถือเป็นรุ่นแรกของตระกูลอนุภาคเลปตอน (lepton) มีส่วนร่วมในแรงโน้มถ่วง มีปฏิสัมพันธ์กับแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงแบบอ่อน อิเล็กตรอนเช่นเดียวกับสสารทั้งหมด มีคุณสมบัติทางกลศาสตร์ควอนตัมของทั้งคู่อนุภาคและคลื่น วิ่งอยู่รอบๆ นิวเคลียสตามระดับพลังงานของอะตอมนั้นๆ โดยส่วนมากของอะตอม จำนวน อิเล็กตรอน ในอะตอมที่เป็นกลางทางไฟฟ้าจะมีเท่ากับจำนวน โปรตอน เช่น ไฮโดรเจนมีโปรตอน 1 ตัว และอิเล็กตรอน 1 ตัว ฮีเลียมมีโปรตอน 2 ตัว และอิเล็กตรอน 2 ตัว
อโลหะ
อโลหะมีโครงสร้างซึ่งแต่ละอะตอมปกติก่อ (8 − N) พันธะกับอะตอมเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด (8 − N) อะตอม โดยที่ N เป็นจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอน (อิเล็กตรอนวงนอกสุด) ฉะนั้น แต่ละอะตอมจึงสามารถเติมเปลือกอิเล็กตรอนให้เต็มและมีโครงแบบแก๊สมีตระกูลที่เสถียร ข้อยกเว้นของกฎ (8 − N) คือ ไฮโดรเจน (ซึ่งต้องการพันธะเดียวเพื่อเติมเปลือกอิเล็กตรอนให้เต็ม) คาร์บอน ไนโตรเจนและออกซิเจน อะตอมของสามธาตุหลังนี้เล็กพอที่สามารถก่อโครงสร้างพันธะอื่น (ที่เสถียรกว่า) ได้ โดยมีอะตอมเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดน้อยกว่า ฉะนั้น คาร์บอนจึงสามารถก่อโครงสร้างกราฟีนเป็นชั้นได้ และไนโตรเจนและออกซิเจนสามารถก่อโมเลกุลสองอะตอมโดยมีพันธะสามและพันธะคู่ตามลำดับ ธาตุอโลหะที่มิใช่แก๊สมีตระกูลที่มีขนาดใหญ่กว่าที่เหลือทำให้ไม่ค่อยสามารถก่อหลายพันธะได้ แต่ต้องก่อสองพันธะหรือพันธะเดียวกับอะตอมตั้งแต่สองอะตอมขึ้นไปแทน ตัวอย่างเช่น กำมะถัน ก่อโมเลกุลแปดอะตอมซึ่งมีการจัดเรียงอะตอมเป็นวงแหวน โดยแต่ละอะตอมก่อสองพันธะเดี่ยวกับอะตอมอื่น