Các chất đều được cấu tạo từ nguyên tử. Có vô số các chất khác nhau – con số này có thể lên đến hàng chục triệu. Tuy nhiên, số lượng nguyên tử chỉ có khoảng hơn 100 loại.
Nguyên tử là những hạt vô cùng nhỏ, trung hòa về điện. VD: Kim loại Sắt (Fe) do rất nhiều nguyên tử sắt cấu tạo thành.
Đường kính nguyên tử cực kỳ bé, khoảng 10-8 cm.
Nguyên tử gồm hạt nhân mang điện tích dương (+) và vỏ nguyên tử mang điện tích âm (-).
Hạt nhân nguyên tử: gồm hạt proton (kí hiệu là p), mang điện tích dương (+) và hạt nơtron (kí hiệu là n), không mang điện. Số đơn vị điện tích hạt nhân Z = số p = số e.
Các hạt electron (kí hiệu là e), mang điện tích âm (-) chuyển động xung quanh hạt nhân theo quỹ đạo hình tròn (hình elip) tạo thành lớp vỏ nguyên tử. Do đó, vỏ nguyên tử đồng thời cũng mang điện tích âm (-) của các hạt e.
Vì nguyên tử trung hòa về điện nên số hạt proton trong hạt nhân và số electron là bằng nhau: số p = số e.
Kích thước nguyên tử: các nguyên tử có kích thước khoảng 10-10 m= 0,1 nm. Nguyên tử nhỏ nhất là nguyên tử Hidro có bán kính khoảng 0,053nm. VD: Để có 1 mẩu sắt (Fe) dài cỡ 1mm người ta cần tới 4 triệu nguyên tử sắt xếp hàng liền nhau.
Kích thước hạt nhân: các hạt nhân đều có kích thước khoảng 10-14m = 10-5 nm.
Khối lượng nguyên tử ≃ khối lượng hạt nhân. Điều này xuất phát từ khối lượng các hạt e rất nhỏ, không đáng kể. Trong đó, proton và nơtron có khối lượng bằng nhau.
Trong bảng tuần hoàn hóa học, đối với 82 nguyên tố đầu tiên, số proton và số nơtron có mối liên hệ với nhau: 1 < n/p <1,5.
Số khối của hạt nhân, kí hiệu là A, là tổng số proton (kí hiệu là Z) và số hạt nơtron (kí hiệu là N) của hạt nhân đó: A = Z+N.
Số đơn vị điện tích hạt nhân Z và số khối A là những đại lượng đặc trưng của hạt nhân hay nguyên tử. Vì khi biết Z và A của một nguyên tử, ta biết được số proton, số electron, số nơtron trong nguyên tử đó.
Proton và nơtron đều có khối lượng xấp xỉ bằng 1đvC.
Trong nguyên tử, các electron chuyển động rất nhanh và sắp xếp theo thứ tự từ trong ra ngoài. Mỗi lớp có một số lượng electron nhất định.
Electron có mức năng lượng từ thấp đến cao sẽ được xếp ở các lớp theo thứ tự từ: gần → xa so với hạt nhân nguyên tử.
Những electron có mức năng lượng gần bằng nhau được xếp trên cùng một lớp. Nhờ các hạt electron, các nguyên tử có thể liên kết với nhau để tạo thành phân tử.