Element je tvar koja se u potpunosti sastoji od jednog atoma. Dakle, periodni sustav elemenata zapravo je popis svih poznatih vrsta atoma. Međutim, sam atom nije najmanja poznata čestica, već se umjesto toga svaki atom sastoji od tri pojedinačna dijela: elektrona, protona i neutrona. Nadalje, sami protoni i neutroni sastoje se od još manjih dijelova koji se nazivaju kvarkovi.
Elektroni
Elektroni su temeljne čestice, što znači da nije poznato da niti jedna čestica čini elektron. Elektroni su ono što atomu elementa daje naboj; možete promijeniti broj elektrona da biste postali pozitivno ili negativno nabijena verzija istog atoma. Neutralno nabijeni atom imat će jednaku količinu elektrona kao i protoni. Elektroni postoje u orbitalama, koje okružuju jezgru atoma, i u tim se orbitalima elektroni mogu povezati s drugim atomima da bi stvorili spojeve.
Protoni
Protoni su definirajuća karakteristika atoma elementa; broj protona je ono što atomu daje masu (elektroni imaju zanemarivu količinu mase u odnosu na protone). Dakle, elementi su klasificirani prema broju protona koje imaju njegovi atomi i organizirani na takav način na periodnom sustavu (npr. Atom vodika ima jedan proton, atom ugljika šest, itd.). Protoni se nalaze u jezgri atoma.
Neutroni
Neutroni su otprilike jednako masivni kao protoni i nalaze se u jezgri atoma zajedno s protonima. Dok protoni imaju pozitivan naboj, a elektroni negativni, neutroni nemaju naboj. Koliko promjena broja elektrona ne mijenja sam element, promjena količine neutrona zadržava relativno istu vrstu elementa, već stvara izotop. Izotopi mogu biti nestabilni, a kad propadaju, oslobađaju energiju u obliku zračenja.
Kvarkovi
Elektroni su temeljne čestice; međutim, protoni i neutroni sastoje se od različitog skupa temeljnih čestica poznatih kao kvarkovi. Otkriveni 1961. godine, kvarkovi su najmanje poznate čestice u fizici, a postoji šest vrsta (gore, dolje, šarm, čudno, dolje i gore). Tri kvarka kombiniraju se zajedno i tvore barione, koji uključuju protone i neutrone. Kvark se također može kombinirati u paru sa antikvarkom da bi stvorio mezon, ali ova vrsta materije izuzetno je nestabilna i traje samo djelić milisekunde.