Τα άτομα είναι τα βασικά δομικά στοιχεία που περιλαμβάνουν όλη την ύλη στο σύμπαν. Κάθε ένα από τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα αποτελείται από μοναδικά δομημένα άτομα. Τα στοιχεία έχουν διαφορετικές φυσικές ιδιότητες ανάλογα με τα ατομικά τους δομικά στοιχεία. Τα ίδια τα άτομα αποτελούνται από διαφορετικό αριθμό πρωτονίων, νετρονίων και ηλεκτρονίων, ανάλογα με το συγκεκριμένο στοιχείο. Κάθε ένα από αυτά τα ξεχωριστά υποατομικά σωματίδια έχει τις δικές του μοναδικές ιδιότητες.
Ο πυρήνας
Ο πυρήνας ενός ατόμου περιέχει την πλειονότητα της μάζας του ατόμου και αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια, τα οποία συλλογικά αναφέρονται ως νουκλεόνια. Τα πολύ ελαφρύτερα ηλεκτρόνια περιστρέφουν τον πυρήνα του ατόμου τους. Ο αριθμός των πρωτονίων και των νετρονίων που περιλαμβάνει έναν πυρήνα ενός ατόμου καθορίζει τον αριθμό μάζας του ατόμου, μερικές φορές αναφέρεται ως «αριθμός νουκλεονίων».
Τα πρωτόνια
Τα πρωτόνια είναι θετικά φορτισμένα σωματίδια που βρίσκονται στον πυρήνα ενός ατόμου. Μαζί με τα νετρόνια, τα πρωτόνια αντιπροσωπεύουν τη συντριπτική πλειονότητα της συνολικής μάζας ενός ατόμου. Ο συνολικός αριθμός πρωτονίων σε ένα άτομο αντιπροσωπεύει τον σταθερό ατομικό αριθμό αυτού του ατόμου. Τα μεμονωμένα πρωτόνια έχουν βάρος 1,0073 στην κλίμακα άνθρακα-12, που είναι η κλίμακα που μετρά τη σχετική μάζα των ατόμων.
Οι νετρόνοι
Τα νετρόνια είναι σωματίδια με ουδέτερο φορτίο που μοιράζονται τον πυρήνα ενός ατόμου με πρωτόνια. Στα 1.0087 στην κλίμακα άνθρακα-12, τα νετρόνια είναι τόσο παρόμοια σε βάρος με τα πρωτόνια που τα δύο σωματίδια θεωρούνται συχνά ότι έχουν το ίδιο γενικό βάρος: μια σχετική μάζα 1. Όπου ο αριθμός των πρωτονίων σε κάθε στοιχείο είναι ένας σταθερός αριθμός, ο αριθμός των νετρονίων μπορεί να ποικίλει. Για αυτόν τον λόγο, ο αριθμός μάζας ενός στοιχείου μπορεί να διαφέρει από άτομο σε άτομο.
Τα ηλεκτρόνια
Τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα σωματίδια που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου. Αυτά τα σωματίδια είναι πολύ ελαφρύτερα από τα πρωτόνια και τα νετρόνια, με σχετική μάζα 1/1836 τη μάζα των πρωτονίων. Τα ηλεκτρόνια περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα σε μια σειρά επιπέδων που συχνά αναφέρονται ως «επίπεδα ενέργειας». Κάθε ένα από αυτά τα επίπεδα μπορεί να κρατήσει ένα συγκεκριμένος αριθμός ηλεκτρονίων, το πρώτο επίπεδο να είναι πλησιέστερα στον πυρήνα και τα επόμενα επίπεδα να είναι όλο και πιο μακριά Μακριά. Ο αριθμός των επιπέδων ενέργειας σε ένα άτομο εξαρτάται από τον συνολικό αριθμό ηλεκτρονίων. Τα ηλεκτρόνια θα καταλήγουν πάντα σε τροχιά στο χαμηλότερο διαθέσιμο επίπεδο.