Atome leiten sich vom Griechischen "atomos" = unteilbar her. Etwa 500 v. Chr. Entwickelte Demokrit das Konzept, dass Materie aus kleinsten unteilbaren Teilchen,
die miteinander verbunden sind, aufgebaut sei. Mittlerweile wissen wir, dass Atome aus einem Kern und einer Elektronenhülle bestehen.
Während Elektronen als elementar angesehen werden, besteht der Atomkern aus Protonen und Neutronen, die ihrerseits wiederum aus Quarks aufgebaut sind.
Vier fundamentale Kräfte oder Wechselwirkungen kennen wir in der Physik. Dies sind die starke, die elektromagnetische und die schwache Wechselwirkung sowie die Gravitation.
Die ersten drei Kräfte bewirken, dass sich Atome überhaupt erst ausbilden können und bestimmen deren Eigenschaften. Die Hülle eines Atoms besteht aus Elektronen,
die mit einer hohen Wahrscheinlichkeit an definierten Orten angetroffen werden können, die man als Orbitale bezeichnet. Sie werden nach komplizierten Regeln, die sich aus den
quantenmechanischen Energieniveaus der Orbitale ergeben mit Elektronen besetzt. Die Art eines Atoms oder Elements wird durch die Anzahl an positiv geladenen Protonen
im Kern bestimmt und durch die Kernladungszahl Z ausgedrückt. In einem nicht geladenen Atom ist die Anzahl der Protonen im Atomkern gleich der Anzahl an negativ geladenen
Elektronen in der Hülle. Im Atomkern gibt es auch ungeladene Neutronen, die für den Zusammenhalt des Kernes verantwortlich sind.
Ihre Anzahl kann variieren und man bezeichnet die Varianten als Isotope. Das Periodensystem der Elemente ordnet die Atome in Perioden und Gruppen an.
Diese Ordnung ergibt sich aus den Regeln der Orbitalbesetzung. Dabei haben Elemente der gleichen Gruppe die gleiche Elektronenkonfiguration im Hinblickauf die äußeren Orbitale.
Das hat zur Folge, dass verschiedene Elemente aus der gleichen Gruppe ähnliche chemische und physikalische Eigenschaften aufweisen. Die Massenzahl A eines Atoms gibt die gesamte Anzahl an Kernbausteinen an.
Folglich ergibt sich aus der Differenz A - Z die Anzahl an Neutronen im Atomkern. Atommassen werden relativ zu einem zwölftel der Masse eines Kohlenstoffatoms
angegeben (1/12 mC = 1 u), was etwa 1,7 × 10 -27 kg entspricht. In der Chemie wird häufig die Bezeichnung mol für eine Stoffmenge verwendet.
Dabei entspricht 1 mol 6 x 1023 Teilchen. Bei dieser Menge an Teilchen entspricht die Atom- oder Molekül-Masse dem Gewicht in Gramm. Ein mol Kohlenstoff wiegen demnach 12 g.
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