Các kim loại kiềm và halogen có khả năng tạo thành ion do thừa hoặc thiếu electron ở lớp vỏ electron hóa trị (ngoài cùng) của chúng. Để kim loại kiềm trở thành ion bền, cần phải mất electron độc thân trong lớp vỏ hóa trị của nó cho nguyên tử lân cận. Vì một halogen cần thêm một electron để trở thành ion bền, các nguyên tố trong hai nhóm này thường kết hợp với nhau.
Các kim loại kiềm được xếp vào nhóm nguyên tố một trong bảng tuần hoàn vì chúng có dư một electron độc thân ở lớp vỏ electron hóa trị. Tuy nhiên, các halogen được xếp vào nhóm 7 nguyên tố vì chúng có 7 electron ở lớp vỏ hóa trị. Khi một kim loại kiềm, chẳng hạn như Na (natri), kết hợp với một halogen, chẳng hạn như Cl (clo), để tạo ra NaCl (muối ăn), natri mất điện tử bên ngoài của nó thành clo. Vì các electron là các hạt mang điện tích âm nên natri trở thành ion có điện tích +1 và clo chuyển thành ion có điện tích -1. Bởi vì kim loại kiềm và halogen rất phản ứng với nhau, nên chúng hầu như không bao giờ được tìm thấy trong tự nhiên như các nguyên tố tinh khiết. Các kim loại kiềm thường phản ứng với các nguyên tố như hydro hoặc lưu huỳnh để tạo thành hyđrua và sunfua. Các halogen thường kết hợp với kim loại để tạo ra muối, chẳng hạn như bromua và clorua.
