Атомът, получен от гръцка дума, която свободно се превежда в „онова, което не може да бъде разделено“, се счита за основната единица на цялата материя. Атомите се състоят от субатомни частици, наречени протони, неутрони и електрони, като първите два се намират в ядрото на атома и отчитащо почти цялата му маса, и електроните, ограничени до орбитали на ръба на атом. Броят на протоните в естествено срещащите се атоми варира от 1 до 92; тези различни атоми съответстват на елементи, които имат различни електрохимични свойства поради различните си маси и уникалното разположение на техните малки съставни частици в пространството.
Атомът
Атомите са изключително малки частици и не могат да се разделят допълнително, освен по изключителни средства. Помислете за парчетата, от които се състои пъзел. Те технически могат да бъдат разделени на по-малки парчета картон и хартия чрез унищожаването им, но за практически цели тези парчета са основните, неделими елементи на пъзелите.
Атомите се състоят от протони, които носят положителен електрически заряд; електрони, които носят отрицателен заряд; и неутрони, които не носят заряд. Така в един обикновен, електрически неутрален атом, броят на протоните и броят на електроните е равен.
Атомната маса на атома е приблизително равна на броя на протоните плюс броя на електроните, тъй като масата на електроните е практически незначителна.
Протонът
Протонът всъщност е индексната частица на всеки атом. Това е броят на протоните в атом, който определя идентичността на елемента, към който принадлежи атомът; с други думи, ако два атома имат различен брой протони, те не са един и същ елемент.
Броят на протоните в даден елемент определя неговия атомен номер, Z. Водородът е най-лекият елемент и има един протон (Z = 1); уранът е най-тежкият естествен елемент и има 92 протона (Z = 92). Всеки протон, на който е определена маса от 1,00728 атомни единици маса (amu), има заряд, обозначен като +1.
Атомите могат да съществуват само с протон в ядрото си, какъвто е случаят с водородните атоми. Ядрото без поне един придружаващ протон обаче не е атом.
Неутронът
Неутроните са подобни по размер на протоните, с амун 1.00867, и също обитават ядрото на атомите. Броят на неутроните в атома в най-стабилната конфигурация на даден елемент обикновено е по-голям от броя на протоните, като това несъответствие става все по-голямо с увеличаване на атомния номер. Например водородният атом има протон, но няма неутрони, докато хелиевият атом има по два от всеки. Калайът, от друга страна, има 50 протона и 69 неутрона, докато уранът има съответно 92 и 146.
Броят на протоните плюс неутроните в атома е неговото масово число, М. По този начин броят на неутроните в атома е неговото атомно масово число минус неговия атомен номер или M - Z.
Ако атомът спечели или загуби неутрони, той остава същият елемент, но се превръща в изотоп на този елемент. Различни изотопи се идентифицират чрез добавяне на M в горния ляв ъгъл на съкращението за този елемент. Например, 14С е изотоп на въглерода (Z = 6), който има осем неутрона, а не обичайните шест.
Електронът
Електроните са малки (0,000549 amu), отрицателно заредени частици, които са описани като орбитиращи протоните и неутроните, които изграждат ядрото на атома, по начина, по който планетите обикалят около Слънцето. Това в най-добрия случай е грубо описание, тъй като напредъкът в квантовата физика доведе до концепцията за дискретни орбитали около ядрото между които електроните могат да "скачат". Тези орбитали отговарят на различни нива на електромагнитна енергия и им се дават имена като s, p, d и f. Движението на електроните произтича от това, че те имат заряд от -1 и са привлечени от положително зареденото ядро.
Обикновено броят на електроните в атома е равен на Z, което прави тези атоми неутрални по отношение на общия заряд. Някои атоми имат различен брой протони и електрони, което води до нетен положителен или отрицателен заряд. Тези атоми се наричат йони.