Atom, bir elementin tüm kimyasal özelliklerini taşıyan en küçük yapı birimidir. Atomlar, "atom altı parçacık" adı verilen daha küçük taneciklerden oluşur. Bu taneciklerden üçü, atomun temel yapısını ve kimyasal davranışını belirler.
Protonlar, atomun çekirdeğinde bulunan ve pozitif (+) yüklü taneciklerdir. Bir protonun yükü, elektronun yüküne eşit ancak zıt işaretlidir. Bir atomdaki proton sayısı, o atomun atom numarasını (Z) belirler ve bu numara, elementi tanımlar. Örneğin, 6 protonu olan her atom bir karbon atomudur. Protonların kütlesi, elektronların kütlesinden çok daha büyüktür.
Nötronlar da protonlar gibi atomun çekirdeğinde bulunur. Ancak nötronlar yüksüzdür, yani elektrik yükleri yoktur (nötr). Proton ve nötronların kütleleri birbirine çok yakındır ve atom kütlesinin neredeyse tamamını bu ikisi oluşturur. Bir elementin atomları, çekirdekteki nötron sayısı farklı olabileceği için farklı kütlelerde olabilir. Bu tür atomlara izotop denir.
Elektronlar, atomun çekirdeğinin etrafında belirli enerji seviyelerinde (yörüngelerde) çok hızlı bir şekilde dolanan negatif (-) yüklü taneciklerdir. Elektronların kütlesi, bir protonun kütlesinin yaklaşık 1/2000'i kadardır, yani neredeyse hiç kütleleri yoktur. Elektronlar, atomun kimyasal bağ yapmasından ve diğer atomlarla etkileşiminden sorumludur. Nötr bir atomda, proton sayısı elektron sayısına eşittir.
Atomun temel yapısını şu şekilde özetleyebiliriz:
Bu tanecikler arasındaki temel ilişkiler şunlardır:
Bir iyon (yüklü atom) söz konusu olduğunda, elektron ve proton sayıları eşit değildir. Eğer atom elektron kaybetmişse katyon (pozitif yüklü) olur ve proton sayısı elektron sayısından fazladır. Eğer atom elektron kazanmışsa anyon (negatif yüklü) olur ve elektron sayısı proton sayısından fazladır.
