Unsur kimia
Seluruh unsur dengan nomor atom 1 hingga 40 adalah stabil, sementara yang bernomor atom 41 hingga 82 (kecuali teknesium dan prometium) adalah metastabil. Waktu paruh "radionuklida teoritis" metastabil ini sangat panjang (sekurang-kurangnya 100 juta kali lebih panjang daripada perkiraan usia alam semesta) sehingga peluruhan radioaktifnya belum dapat dideteksi melalui eksperimen. Unsur dengan nomor atom 83 hingga 94 bersifat metastabil dari sudut pandang bahwa peluruhan radioaktifnya dapat dideteksi. Tiga dari unsur ini, bismut (unsur 83), torium (90), dan uranium (92) memiliki satu atau lebih isotop dengan waktu paruh yang cukup panjang untuk bertahan sebagai sisa-sisa ledakan nukleosintesis stelar yang menghasilkan unsur berat sebelum pembentukan tata surya kita. Sebagai contoh, pada lebih dari 1,9 tahun, lebih dari satu milyar kali lebih lama daripada perkiraan alam semesta. Bismut-209 memiliki waktu paruh peluruhan alfa terpanjang dari unsur alami lainnya. Sebanyak 24 unsur yang sangat berat (yaitu unsur setelah plutonium, unsur 94) mengalami peluruhan radioaktif dengan waktu paruh singkat dan tidak dapat menghasilkan produk peluruhan berupa unsur berumur panjang. Oleh sebab itu mereka sama sekali tidak terjadi secara alami.
Atom
Kelopak atau kulit elektron terluar suatu atom dalam keadaan yang tak terkombinasi disebut sebagai kelopak valensi dan elektron dalam kelopak tersebut disebut elektron valensi. Jumlah elektron valensi menentukan perilaku ikatan atom tersebut dengan atom lainnya. Atom cenderung bereaksi dengan satu sama lainnya melalui pengisian (ataupun pengosongan) elektron valensi terluar atom. Ikatan kimia dapat dilihat sebagai transfer elektron dari satu atom ke atom lainnya, seperti yang terpantau pada natrium klorida dan garam-garam ionik lainnya. Namun, banyak pula unsur yang menunjukkan perilaku valensi berganda, atau kecenderungan membagi elektron dengan jumlah yang berbeda pada senyawa yang berbeda. Sehingga, ikatan kimia antara unsur-unsur ini cenderung berupa pembagian elektron daripada transfer elektron. Contohnya meliputi unsur karbon dalam senyawa organik.