Ein Atom besteht aus einem zentralen Teil, der als Kern bezeichnet wird und Protonen und Neutronen enthält. Elektronen umkreisen den Kern und befinden sich typischerweise in einem Eins-zu-Eins-Verhältnis mit Protonen. Verschiedene stabile Atomkonfigurationen werden Elemente genannt. Wasserstoff ist einzigartig, da er ein Proton, ein Elektron und keine Neutronen hat.
Die Masse eines Atoms wird hauptsächlich durch die Anzahl der Protonen und Neutronen bestimmt, da Elektronen eine sehr geringe Masse haben. Protonen haben eine positive Energieladung, Elektronen eine negative Energieladung und Neutronen haben keine Ladung. Die Masse eines Atoms eines bestimmten Elements kann variieren, da einige Atome desselben Elements unterschiedliche Neutronenmengen haben. Diese Atome werden Isotope genannt.
Die Atomstruktur steht in direktem Zusammenhang mit den physikalischen und chemischen Eigenschaften eines Elements. Jedes Atom versucht, ein vollständiges äußeres Elektronenorbital zu haben, und diejenigen, die keine vollen Orbitale haben, nehmen an chemischen Reaktionen teil, die neue Bindungen bilden können. Atome, die eine vollständige äußere Hülle haben, wie die Edelgase, sind nicht reaktiv.
Der russische Chemiker Dmitri Mendeleev schlug vor, Atome nach ihrer Atommasse anzuordnen, die heute als Periodensystem der Elemente bekannt ist. Diese Anordnung wird noch heute verwendet und wird aktualisiert, wenn ein neues Element nachgewiesen wird. 2014 kommen nur 92 Elemente in der Natur vor. Die häufigsten sind Wasserstoff, Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff.
