den minste stoffmengden av et grunnstoff som har de kjemiske egenskapene som er karakteristiske for grunnstoffet, og som kan inngå i en kjemisk forbindelse. Ved kjemiske midler er atomet udelelig, men ved fysiske midler kan det spaltes i elementærpartikler, som det er bygd opp av. I tillegg vil naturlige radioaktive prosesser for enkelte atomtyper og bombardement av atomer med elementærpartikler medføre endringer i atomenes oppbygning. Innerst har atomet en positivt ladd kjerne, og rundt kjernen har det en «elektronsky» med like stor negativ ladning.
Atomkjernen
Atomkjernen er bygd opp av positivt ladede protoner og elektrisk nøytrale nøytroner, partikler som man under ett kaller nukleoner. De er omtrent like tunge. Antallet protoner, Z, bestemmer kjerneladningen og dermed atomtypen. Et grunnstoff er karakterisert ved at atomene har samme antall protoner. Kjernen i forskjellige atomer av et grunnstoff kan imidlertid inneholde et varierende antall, N, nøytroner. Dette fører til at et grunnstoff kan opptre som forskjellige isotoper. Isotopene av et grunnstoff har samme kjemiske egenskaper, men da nukleontallet (massetallet) A varierer, vil enkelte fysiske egenskaper variere. Protontallet, Z, er lik atomnummeret i grunnstoffenes periodesystem.
Rundt atomkjernen i et nøytralt atom beveger det seg like mange elektroner som det er protoner i kjernen, dvs. Z elektroner. Det er disse som bestemmer atomenes kjemiske og optiske egenskaper. Et proton og et elektron har like stor elektrisk ladning, men med motsatt fortegn. Elektronets ladning kalles den elektriske elementærladning e. Den er bestemt til 1,602·10−19 C (coulomb). Se også kjernefysikk og elementærpartikkel.
Når man skal beskrive forskjellige isotoper av et grunnstoff med kjemisk tegn X, protontall Z og nukleontall (massetall) A (A=Z+N), gjøres dette på følgende måte:
Atomets masse
Praktisk talt all masse i et atom er i kjernen. Elektronenes masse er mindre enn 1 ‰ av atommassen. De absolutte atommassene er ufattelig små, av størrelsesorden 10−24 gram til 10−22 gram. Da det er svært upraktisk å regne med så små tall, har man valgt å angi atommassene i forhold til massen for et bestemt valgt atom. På denne måten blir et atoms masse karakterisert ved et ubenevnt tall, relativ atommasse, også kalt atomvekt. Gjennom tidene har både hydrogen og oksygen vært brukt som standarder. I 1961 ble det internasjonalt vedtatt å velge massen av karbonisotopen med nukleontall 12 (12C, uttales karbon tolv) som ny standard for atommasser. Dette atomets masse ble definisjonsmessig satt lik 12, og til enhet i den relative atommasseskalaen valgte man 1/12 av denne massen. Enheten kalles atommasseenheten. Den har fått symbolet u.
Da de aller fleste grunnstoffer er en blanding av isotoper, vil de angitte atommassetall være gjennomsnittsverdier. Isotopblandingsforholdene er konstante, slik at også gjennomsnittsverdiene er konstante størrelser som kan brukes for kjemiske beregninger. Det finnes enkelte unntak, f.eks. varierer blandingsforholdet mellom svovelets isotoper med geografisk forekomst på Jorden. (Se også isotop.)
Helium består av 100 % og kan tenkes bygd opp av to hydrogenatomer pluss to nøytroner. Mens helium har relativ atommasse 4,003, fås for to hydrogenatomer pluss to nøytroner 4,034. Denne masseforskjellen kan relateres til energi gjennom Einsteins ligning E = mc2, der E står for energien, m for massen og c er lysets hastighet. Denne energien frigjøres ved fusjon av hydrogen under dannelse av helium.
Atomets elektronskall (-hylster)
Elektronene som beveger seg rundt kjernen sies å utgjøre atomets elektronskall eller elektronsky. Her befinner elektronene seg i energetisk forskjellige tilstander. De som er løsest bundet, lar seg forholdsvis lett fjerne (ionisering). Blir ett eller flere elektroner fjernet fra atomet, oppstår det et positivt ladet ion. Ioneladningen svarer til det antall elektroner som er fjernet. Atomer kan også bringes til å ta opp elektroner. I dette tilfelle dannes det negativt ladede ioner, og deres ladning svarer til det antall elektroner atomet har tatt opp. Det er slike og lignende forandringer som foregår i elektronskallet når atomene inngår kjemiske forbindelser med hverandre. Derfor blir grunnstoffenes kjemiske egenskaper i første rekke bestemt ved antallet elektroner og deres energetiske fordeling. Atomkjernen derimot er meget stabil og blir ikke påvirket av vanlige kjemiske reaksjoner.
Atomenes størrelse bestemmes av kjernene og elektronfordelingen. Den varierer fra en til noen få ganger 10−8 cm. Dette betyr at man må legge ca. 100 millioner atomer etter hverandre i rekke for hver cm.