L'atomo è la particella elementare della materia. Ossia l'elemento costitutivo più piccolo, dotato di tutte le caratteristiche di un dato elemento. Nell'atomo distinguiamo: il nucleo, a sua volta costituito da neutroni e protoni; e gli elettroni che vi ruotano attorno.
Neutroni, protoni ed elettroni, sono le particelle subatomiche più importanti per le proprietà degli elementi.
Il numero di protoni (a carica +) è sempre uguale al numero di elettroni (carica -) in modo che l'atomo risulti neutro.
Il numero dei neutroni è generalmente uguale a quello dei protoni, potendo differire soprattutto in atomi instabili o di grandi dimensioni.
Quando il numero di neutroni differisce dal numero di protoni, siamo in presenza di un isotopo. Ad esempio, il Carbonio (C), normalmente presenta 6 protoni e 6 neutroni, Ha quindi una massa atomica pari a 12 (12C). Uno dei suoi isotopi ha un numero di neutroni pari a 8. Pertanto si tratta dell'isotopo 14C (il carbonio 14).
Gli isotopi instabili sono anche detti radioattivi.
Ciascun atomo è caratterizzato dal numero atomico, pari al numero dei protoni contenuti, e dalla massa atomica, data da protoni + neutroni.
Nella maggior parte dei casi (essendo protoni e neutroni in misura uguale) il numero atomico sarà = alla ½ della massa atomica.
Quando la massa atomica è maggiore rispetto al numero atomico x 2 siamo in presenza di un atomo il cui numero di neutroni è maggiore rispetto al numero si protoni. Ne è un esempio il titanio.
La massa di un e- è tramutabile in energia e viceversa secondo la formula E=mc2, motivo per cui la sua osservazione è impossibile e, la sua posizione intorno al nucleo atomico, è solo ipotizzabile mediante modelli matematici che ne descrivono l'orbita.
Tra le varie orbite che può assumere citiamo l'orbita di tipo s (sferica) e di tipo p (simile a due gocce d'acqua unite ai vertici). Queste orbite possono rispettivamente contenere 2 e 6 e-. Le varie orbite possono a loro volta trovarsi a livelli energetici differenti (n) e, la collocazione degli e- nelle varie orbite, è detta configurazione elettronica.
Il numero atomico è il riferimento per la disposizione degli elettroni. Nel caso del carbonio, avente numero atomico 6 avremo C = 1s2 2s2 2p2.
Il numero di valenza di un atomo determina la sua possibilità di legarsi con altri atomi, ed è imputabile agli elettroni presenti nelle orbite dell'ultimo livello energetico n. Ogni elettrone di valenza può creare un legame e, nel caso del carbonio, questi sono i due presenti nell'orbita 2s + i 2 presenti nell'orbita 2p pari a 4 elettroni di valenza = numero di valenza 4.
Sodio Na11 1s2 2s2 2p6 3s1 numero di valenza = 1 pari all'unico elettrone presente nell'orbita 3s