Атом — это наименьшая часть химического элемента, которая является носителем его свойств и входит в состав простых и сложных веществ. Термин «атом» происходит от греческого слова «атомос» — «неделимый». Таким его считали долгие века. Но в конце XIX — начале XX в. физики открыли субатомные частицы, и выяснилось, что атом на самом деле сложная структура.
Атомное ядро состоит из нейтронов, которые заряда не имеют, и положительно заряженных протонов. Протоны и нейтроны называются нуклонами (от латинского слова nucleus — «ядро»). Ядро окружают отрицательно заряженные электроны. Собственно говоря, нельзя утверждать, что они движутся по какой-либо определенной траектории. Электроны в атоме образуют оболочки.
Согласно квантово-механической модели, атомы классифицируются по количеству протонов и нейтронов в ядре: число протонов Z отвечает порядковому номеру атома в таблице Менделеева. Оно соответствует заряду атома и определяет его принадлежность к определенному химическому элементу. Число Z также определяет суммарный положительный электрический заряд (Ze) атомного ядра и число электронов в атоме. Дело в том, что атом нейтрален. И потому количество положительно заряженных протонов должно соответствовать количеству отрицательно заряженных электронов. Если атом теряет или приобретает электрон, он становится положительно или отрицательно заряженным ионом.
Более 99% массы атома — это ядро. Электроны занимают очень незначительную его долю. Имеются атомы с одинаковым числом протонов, но с разным числом нейтронов N. Такие атомы называются изотопами одного и того же элемента. Существует единственный из стабильных атомов, у которого в ядре вообще нет нейтронов: имеется только один протон, а вокруг ядра вращается, точнее, создает оболочку, один электрон. Это легкий водород, или протий. Существует также тяжелый водород — дейтерий. У него в ядре имеются две частицы — протон и нейтрон. Есть также и сверхтяжелый водород — тритий. У него в ядре имеются три частицы — один протон и два нейтрона. А электронов у всех изотопов по одному. Вода, образованная из тяжелых изотопов водорода, называется тяжелой водой.
Атомы образуют межатомные связи и формируют молекулы. Молекулы могут состоять как из одного вида атомов, так и из нескольких.