אטום הוא חלקיק אינטגרלי מינימלי של החומר. במרכזו גרעין, סביבו, כמו כוכבי לכת סביב השמש, אלקטרונים מסתובבים. באופן מוזר, אבל החלקיק הקטן ביותר הזה התגלה ונוסח את הרעיון שלו עדיין
מלומדים יוונים קדומים והודיים קדומים שאין להם את הציוד הנכון או את הבסיס התיאורטי. חישוביהם במשך מאות שנים רבות התקיימו על בסיס השערות, ורק במאה ה -17 הצליחו מדעני כימיה להוכיח בניסוי את תקפותן של תיאוריות קדומות. אך המדע מתקדם במהירות, ובתחילת המאה שעברה גילו פיזיקאים רכיבים תת-אטומיים ומבני חלקיקים. אז הופרכה הגדרה כזו של האטום "בלתי ניתן לחלוקה". עם זאת, הרעיון כבר נכנס לשימוש מדעי ונשמר.
מדענים קדומים האמינו שהאטום הוא החלקים הקטנים ביותר בכל עניין שהוא. המאפיינים הפיזיים של חומר תלויים בצורתם, במסיביות, בצבע ובפרמטרים אחרים. לדוגמה, דמוקריטוס האמין כי אטומי האש חדים ביותר, מכיוון שהוא נשרף, לחלקיקי המוצקים יש משטחים גסים המחוברים זה לזה חזק, אטומי המים חלקים וחלקלקים, מכיוון שהם נותנים נזילות נוזלית.
דמוקריטוס אפילו ראה את נפשו של האדם כמורכבת מאטומים מחוברים באופן זמני, שמתרקבים כאשר הפרט מת.
מבנה מודרני יותר הוצע בראשית המאה העשרים על ידי הפיזיקאי היפני נגאוקה. הוא הציג את ההתפתחות התיאורטית, המורכבת בכך שהאטום הוא מערכת פלנטרית בקנה מידה מיקרוסקופי, והמבנה שלה דומה למערכת של שבתאי. מבנה כזה התגלה כשגוי. דגם האטום Bohr-Rutherfried התגלה כקרוב יותר למציאות, אך אפילו היא לא הצליחה להסביר את כל התכונות הפיזיות והחשמליות של הגופות. רק ההנחה כי אטום הוא מבנה הכולל לא רק תכונות גופיות, אלא גם קוונטיות, יכול היה להסביר את המספר הגדול ביותר של מציאויות נצפות.
הגופות יכולות להיות במצב כבול, או שהן יכולות להיות במצב חופשי. לדוגמה, אטום חמצן, ליצירת מולקולה, משלב עם חלקיק אחר דומה. לאחר פריקה חשמלית, כמו סופת רעמים, היא משתלבת
מבנה מורכב יותר הוא אזין, המורכב ממולקולות טריומטיות. בהתאם לכך, תנאים פיזיקליים וכימיים מסוימים נחוצים לסוג מסוים של תרכובות אטומיות. אך ישנם קשרים חזקים יותר בין חלקיקי המולקולה. לדוגמא, אטום חנקן מחובר לקשר משולש אחר, וכתוצאה מכך המולקולה חזקה ביותר וכמעט ללא שינוי.
אם מספר הפרוטונים (חלקיקי היסודות של הגרעין) דומה למספר האלקטרונים המסתובבים במסלולי מסלול, אז האטום הוא ניטרלי חשמלי. אם אין זהות, אז לחלקיק יש פריקה שלילית או חיובית והוא נקרא יון. ככלל, חלקיקים טעונים אלה נוצרים מאטומים תחת השפעת שדות חשמליים, קרינה בעלת אופי שונה או טמפרטורה גבוהה. יונים הם היפראקטיביים מבחינה כימית. האטומים הטעונים הללו מסוגלים להגיב באופן דינמי עם חלקיקים אחרים.
