Atomy są najmniejszymi elementami składowymi całej materii. Składają się z maleńkich cząstek zwanych protonami, neutronami i elektronami. Te subatomowe cząstki są połączone siłami elektrycznymi i odpowiadają za większość właściwości atomów. Gdy atomy są ułożone w określony sposób, tworzą cząsteczki, które są podstawą większości przedmiotów i cieczy. W rezultacie większość związków chemicznych składa się z różnych typów atomów. Istnieją również dwa rodzaje kwarków, które mają ułamkowy ładunek elektryczny.
Jądro atomowe jest maleńkim centrum atomu i zawiera większość jego masy. Składa się z protonów, które są elektrycznie dodatnie, i neutronów, które są neutralne. Protony i neutrony przyciągają się wzajemnie, ponieważ mają przeciwne ładunki. W większości przypadków masa jądra jest mniej więcej równa całkowitej masie atomu. Na przykład atom wodoru zawiera jeden proton i jeden elektron, podczas gdy atom węgla-12 ma sześć protonów i sześć neutronów.
Liczba elektronów otaczających jądro decyduje o rodzaju reakcji, jakim będzie podlegał atom. Jeśli jest więcej elektronów, atom nazywany jest jonem. Z drugiej strony, jeśli jest więcej protonów, atom jest nazywany atomem neutralnym.
Przez lata naukowcy próbowali ustalić, jak zorganizowany jest atom. Jeden z najbardziej rozpowszechnionych modeli został zaproponowany przez Ernesta Rutherforda, który zasugerował, że atomy są jak miniaturowe układy słoneczne. Oparł on swój model na danych eksperymentalnych. Jednak jego model był błędny. Dopiero kilkadziesiąt lat później John Dalton zdołał opracować lepszy model atomów. Jego model nazwano modelem budyniu śliwkowego.
Początkowo atom był postrzegany jako cząstka, której nie można było podzielić na mniejsze cząstki. Próby rozdzielenia jej doprowadziły do odkrycia cząstek subatomowych. Cząstki te są bardzo małe i nie można ich dokładnie zmierzyć. Dopóki nowoczesne metody naukowe nie będą w stanie dokładnie określić ich wielkości, atomy są trudne do badania.
W 1911 roku Ernest Rutherford był w stanie zidentyfikować pierwsze jądra atomowe. Jądra te powstały w wyniku połączenia trzech cząstek subatomowych: protonów, elektronów i neutronów, które zostały wyprodukowane z ogromną ilością energii. Oprócz tych trzech cząstek subatomowych istnieje wiele innych. Każda z nich ma swój własny ładunek i kształt, ale ogólny ładunek jest neutralny. Jądro atomowe zawiera zazwyczaj 99,9% całkowitej masy atomu.
Elektrony są najmniejszymi z trzech cząstek subatomowych. Średnia masa elektronu wynosi około 9,11 x 10-31 kilograma. Ponieważ atom jest niezwykle mały, nie da się zmierzyć dokładnego rozmiaru elektronu. Możemy natomiast obserwować jego ruch i rozkład jego „orbitali”. Ogólnie rzecz biorąc, elektrony krążą wokół jądra po kolistych ścieżkach. Chociaż kształt każdej orbity jest przypadkowy, odległość między elektronem a jądrem pozostaje stała. Niektóre elektrony są dzielone między pobliskie atomy.
