On dit que les atomes sont les éléments constitutifs de l'univers. Ce sont les plus petites particules en lesquelles n'importe quel élément peut être divisé sans perdre son identité. L'examen de la structure d'un seul atome de n'importe quel élément fournit suffisamment d'informations pour identifier le matériau. Chaque élément est composé d'atomes qui ont la même configuration d'électrons, de protons et de neutrons.
Les électrons sont des particules subatomiques sans poids qui portent une charge électrique négative. Ils tournent autour du noyau d'un atome dans un motif de couches d'électrons. Chaque couche électronique ne peut contenir qu'un certain nombre d'électrons. Certains scientifiques décrivent le mouvement des électrons en orbite comme une onde ou un nuage.
Les protons sont également des particules subatomiques qui portent une charge électrique positive. Ils existent dans le noyau de l'atome. Les protons chargés positivement attirent les électrons pour équilibrer la charge électrique dans l'atome. Pour cette raison, les atomes contiennent toujours le même nombre de protons et d'électrons. Les particules chargées sont des ions, pas des atomes.
Un autre type de particule subatomique, le neutron, se trouve dans le noyau de chaque atome qui possède plus d'un proton. Selon Anthony Carpi de la City University de New York, les neutrons agissent « comme de la colle » pour maintenir le noyau ensemble. Sinon, explique-t-il, les protons se repousseraient, car ils partagent une charge positive. Ce serait similaire à ce qui se passe lorsque vous essayez de connecter les pôles nord de deux aimants. Les aimants refusent de coller ensemble.
Chaque élément a reçu un numéro atomique qui indique le nombre de protons qui se trouvent dans le noyau de chaque atome. Comme il y a le même nombre de protons et d'électrons dans un atome, le numéro atomique indique également combien d'électrons il y a. Chaque élément a également un poids atomique. Ceci est approximativement égal à la somme des protons et des neutrons. Vous pouvez localiser le numéro atomique et le poids de chaque élément sur le tableau périodique des éléments.
Les électrons et les protons sont similaires en ce sens que les deux sont des particules subatomiques chargées. Il y a un nombre égal d'électrons et de protons dans les atomes de chaque élément, ce qui correspond au numéro atomique qui a été attribué à l'élément. Ils sont différents en ce que les électrons sont pratiquement sans poids, tandis que les protons ont un poids mesurable. Les électrons gravitent autour du noyau d'un atome, attirés par les protons chargés positivement à l'intérieur du même noyau.