อะตอมที่ได้มาจากคำภาษากรีกที่แปลอย่างหลวม ๆ เป็น "สิ่งที่ไม่สามารถแบ่งออกได้" ถือเป็นหน่วยพื้นฐานของสสารทั้งหมด อะตอมประกอบด้วยอนุภาคย่อยของอะตอมที่เรียกว่าโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน โดยที่อดีตทั้งสองอาศัยอยู่ใน นิวเคลียสของอะตอมและคำนวณมวลเกือบทั้งหมดของมัน และอิเล็กตรอนถูกกักขังอยู่ในวงโคจรบนขอบของ อะตอม. จำนวนโปรตอนในอะตอมที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติมีตั้งแต่ 1 ถึง 92; อะตอมที่ต่างกันเหล่านี้สอดคล้องกับธาตุซึ่งมีคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าต่างกันอันเนื่องมาจากมวลที่ต่างกันและการจัดเรียงตัวของอนุภาคเล็กๆ ของพวกมันในอวกาศ
อะตอม
อะตอมเป็นอนุภาคที่มีขนาดเล็กมาก และไม่สามารถแบ่งออกได้อีก เว้นแต่โดยวิธีพิเศษ ลองนึกถึงชิ้นส่วนต่างๆ ที่ประกอบเป็นจิ๊กซอว์ ในทางเทคนิคแล้วสิ่งเหล่านี้สามารถแยกออกเป็นกระดาษแข็งและกระดาษชิ้นเล็ก ๆ โดยการทำลาย แต่สำหรับวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติ ชิ้นส่วนเหล่านี้เป็นองค์ประกอบพื้นฐานที่แบ่งแยกไม่ได้ของจิ๊กซอว์
อะตอมประกอบด้วยโปรตอนซึ่งมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก อิเล็กตรอนซึ่งมีประจุลบ และนิวตรอนที่ไม่มีประจุ ดังนั้นในอะตอมที่เป็นกลางทางไฟฟ้า จำนวนโปรตอนและจำนวนอิเล็กตรอนจึงเท่ากัน
มวลอะตอมของอะตอมจะเท่ากับจำนวนโปรตอนบวกกับจำนวนอิเล็กตรอนโดยประมาณ เนื่องจากมวลของอิเล็กตรอนแทบไม่มีความสำคัญ
โปรตอน
โปรตอนคืออนุภาคดัชนีของอะตอมใดๆ เป็นจำนวนโปรตอนในอะตอมที่กำหนดเอกลักษณ์ของธาตุที่เป็นของอะตอม กล่าวอีกนัยหนึ่งถ้าอะตอมสองอะตอมมีจำนวนโปรตอนต่างกันก็จะไม่ใช่องค์ประกอบเดียวกัน
จำนวนโปรตอนในองค์ประกอบกำหนดเลขอะตอม Z ไฮโดรเจนเป็นธาตุที่เบาที่สุดและมีโปรตอนหนึ่งตัว (Z = 1); ยูเรเนียมเป็นธาตุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่หนักที่สุดและมีโปรตอน 92 ตัว (Z = 92) โปรตอนแต่ละตัวซึ่งมีมวล 1.00728 หน่วยมวลอะตอม (amu) มีประจุที่กำหนดเป็น +1
อะตอมสามารถดำรงอยู่ได้เพียงโปรตอนในนิวเคลียส เช่นเดียวกับอะตอมไฮโดรเจน นิวเคลียสที่ไม่มีโปรตอนอย่างน้อยหนึ่งตัวนั้นไม่ใช่อะตอม
นิวตรอน
นิวตรอนมีขนาดใกล้เคียงกับโปรตอน โดยมีค่า amu เท่ากับ 1.00867 และยังอาศัยอยู่ในนิวเคลียสของอะตอมด้วย จำนวนนิวตรอนในอะตอมในรูปแบบที่เสถียรที่สุดขององค์ประกอบมักจะมากกว่าจำนวนโปรตอน โดยความเหลื่อมล้ำนี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น อะตอมไฮโดรเจนมีโปรตอน แต่ไม่มีนิวตรอน ในขณะที่อะตอมฮีเลียมมีอะตอมแต่ละตัว ในทางกลับกัน ดีบุกมี 50 โปรตอนและ 69 นิวตรอน ในขณะที่ยูเรเนียมมี 92 และ 146 ตามลำดับ
จำนวนโปรตอนบวกนิวตรอนในอะตอมคือเลขมวล M ดังนั้นจำนวนนิวตรอนในอะตอมจึงเป็นเลขมวลอะตอมลบด้วยเลขอะตอมหรือ M – Z
ถ้าอะตอมได้รับหรือสูญเสียนิวตรอน อะตอมจะยังคงเป็นธาตุเดิมแต่กลายเป็นไอโซโทปของธาตุนั้น ไอโซโทปที่แตกต่างกันจะถูกระบุโดยการต่อท้าย M ที่มุมซ้ายบนของตัวย่อสำหรับองค์ประกอบนั้น ตัวอย่างเช่น, 14C เป็นไอโซโทปของคาร์บอน (Z = 6) ที่มีแปดนิวตรอนมากกว่าปกติ 6 ตัว
อิเล็กตรอน
อิเล็กตรอนมีขนาดเล็ก (0.000549 amu) อนุภาคที่มีประจุลบซึ่งอธิบายว่าโคจรรอบโปรตอนและนิวตรอนที่ประกอบเป็นนิวเคลียสของอะตอมในลักษณะของดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ นี่คือคำอธิบายคร่าวๆ ที่ดีที่สุด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความก้าวหน้าในฟิสิกส์ควอนตัมได้นำไปสู่แนวคิดของออร์บิทัลที่ไม่ต่อเนื่องเกี่ยวกับนิวเคลียส ระหว่างที่อิเล็กตรอนอาจ "กระโดด" ออร์บิทัลเหล่านี้สอดคล้องกับระดับพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่แตกต่างกันและได้รับการตั้งชื่อเช่น s, p, d และฉ. การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนเกิดจากการมีประจุ -1 และถูกดึงดูดไปยังนิวเคลียสที่มีประจุบวก
โดยปกติจำนวนอิเล็กตรอนในอะตอมจะเท่ากับ Z ทำให้อะตอมเหล่านี้เป็นกลางในประจุโดยรวม อะตอมบางตัวมีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนต่างกัน ทำให้เกิดประจุบวกหรือลบสุทธิ อะตอมเหล่านี้เรียกว่าไอออน