Mówi się, że atomy są budulcem wszechświata. Są to najmniejsze cząstki, na które każdy element można podzielić, nie tracąc swojej tożsamości. Spojrzenie na strukturę pojedynczego atomu dowolnego pierwiastka dostarcza wystarczających informacji do zidentyfikowania materiału. Każdy pierwiastek składa się z atomów o tej samej konfiguracji elektronów, protonów i neutronów.
Elektrony to nieważkie cząstki subatomowe, które przenoszą ujemny ładunek elektryczny. Kręcą się wokół jądra atomu na wzór powłok elektronowych. Każda powłoka elektronowa może zawierać tylko określoną liczbę elektronów. Niektórzy naukowcy opisują ruch orbitujących elektronów jako podobny do fali lub chmury.
Protony są również cząstkami subatomowymi, które przenoszą dodatni ładunek elektryczny. Istnieją w jądrze atomu. Dodatnio naładowane protony przyciągają elektrony, aby zrównoważyć ładunek elektryczny w atomie. Z tego powodu atomy zawsze zawierają tę samą liczbę protonów i elektronów. Naładowane cząstki to jony, a nie atomy.
Inny rodzaj cząstek subatomowych, neutron, znajduje się w jądrze każdego atomu, który ma więcej niż jeden proton. Według Anthony'ego Carpi z City University of New York, neutrony działają „jak klej”, utrzymując razem jądro. W przeciwnym razie, wyjaśnia, protony odpychałyby się nawzajem, ponieważ mają wspólny ładunek dodatni. Byłoby to podobne do tego, co dzieje się, gdy próbujesz połączyć bieguny północne dwóch magnesów. Magnesy nie chcą się sklejać.
Każdemu pierwiastkowi przypisano liczbę atomową, która wskazuje liczbę protonów znajdujących się w jądrze każdego atomu. Ponieważ w atomie jest taka sama liczba protonów i elektronów, liczba atomowa wskazuje również, ile jest elektronów. Każdy pierwiastek ma również masę atomową. Jest to w przybliżeniu równe sumie protonów i neutronów. Możesz zlokalizować liczbę atomową i wagę każdego pierwiastka w układzie okresowym pierwiastków.
Elektrony i protony są podobne pod tym względem, że oba są naładowanymi cząstkami subatomowymi. W atomach każdego pierwiastka jest równa liczba elektronów i protonów, co odpowiada liczbie atomowej przypisanej do pierwiastka. Różnią się tym, że elektrony są praktycznie nieważkie, a protony mają wymierną wagę. Elektrony krążą wokół jądra atomu, przyciągane przez dodatnio naładowane protony wewnątrz tego samego jądra.