Atome gelten als die Bausteine des Universums. Sie sind die kleinsten Teilchen, in die ein Element zerlegt werden kann, ohne seine Identität zu verlieren. Ein Blick auf die Struktur eines einzelnen Atoms eines beliebigen Elements liefert genügend Informationen, um das Material zu identifizieren. Jedes Element besteht aus Atomen, die die gleiche Konfiguration von Elektronen, Protonen und Neutronen haben.
Elektronen sind schwerelose subatomare Teilchen, die eine negative elektrische Ladung tragen. Sie drehen sich in einem Muster von Elektronenhüllen um den Kern eines Atoms. Jede Elektronenschale kann nur eine bestimmte Anzahl von Elektronen enthalten. Einige Wissenschaftler beschreiben die Bewegung der umkreisenden Elektronen als eine Welle oder eine Wolke.
Protonen sind auch subatomare Teilchen, die eine positive elektrische Ladung tragen. Sie existieren im Atomkern. Die positiv geladenen Protonen ziehen die Elektronen an, um die elektrische Ladung im Atom auszugleichen. Aus diesem Grund enthalten Atome immer gleich viele Protonen und Elektronen. Geladene Teilchen sind Ionen, keine Atome.
Eine andere Art von subatomaren Teilchen, das Neutron, befindet sich im Kern jedes Atoms, das mehr als ein Proton besitzt. Laut Anthony Carpi von der City University of New York wirken Neutronen "wie Klebstoff", um den Kern zusammenzuhalten. Sonst, erklärt er, würden sich die Protonen gegenseitig abstoßen, weil sie eine positive Ladung teilen. Dies wäre vergleichbar mit dem, was passiert, wenn Sie versuchen, die Nordpole von zwei Magneten zu verbinden. Die Magnete weigern sich, zusammenzukleben.
Jedem Element wurde eine Ordnungszahl zugewiesen, die die Anzahl der Protonen angibt, die sich im Kern jedes Atoms befinden. Da in einem Atom gleich viele Protonen und Elektronen vorhanden sind, gibt die Ordnungszahl auch an, wie viele Elektronen es gibt. Jedes Element hat auch ein Atomgewicht. Dies ist ungefähr gleich der Summe von Protonen und Neutronen. Sie können die Ordnungszahl und das Gewicht jedes Elements im Periodensystem der Elemente finden.
Elektronen und Protonen sind sich darin ähnlich, dass beide geladene subatomare Teilchen sind. In den Atomen jedes Elements befinden sich die gleiche Anzahl von Elektronen und Protonen, die der Ordnungszahl entspricht, die dem Element zugeordnet wurde. Sie unterscheiden sich darin, dass Elektronen praktisch schwerelos sind, während Protonen ein messbares Gewicht haben. Elektronen umkreisen den Kern eines Atoms, angezogen von den positiv geladenen Protonen im Inneren desselben Kerns.