Самая маленькая устойчивая частица химического элемента. Атом состоит из атомного ядра и электронов. Ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и незаряженных нейтронов. Если число протонов в ядре совпадает с числом электронов, то атом в целом оказывается электрически нейтральным. В противном случае он обладает некоторым положительным или отрицательным зарядом и называется ионом. Атомы классифицируются по количеству протонов и нейтронов в ядре: количество протонов определяет принадлежность атома некоторому химическому элементу, а число нейтронов — изотопу этого элемента.


Атомы различного вида в разных количествах, связанные межатомными связями, образуют молекулы. Атом обычно имеет размеры около 0,1 нм. Почти вся его масса сконцентрирована в положительно заряженном ядре, которое примерно в тысячу раз меньше всего атома. В нейтральном атоме ядро окружено облаком электронов, число которых соответствует положительному заряду ядра и называется атомным номером. Каждый элемент имеет свой атомный номер, начиная с 1 (водород), 2 (гелий), и т. д.

Электроны в атоме могут находиться на любом из дискретных энергетических уровней. Набор таких энергетических уровней у каждого элемента свой. Если электроны совершают переход из одного энергетического состояния в другое, происходит поглощение или испускание электромагнитной энергии. Такие переходы приводят к появлению линейчатых спектров поглощения или линейчатых эмиссионных спектров. Если атом поглощает достаточное количество энергии, то один или несколько электронов могут полностью от него оторваться. Такой процесс называют ионизацией. Энергию для ионизации атом может получить от электромагнитного излучения или в виде тепловой энергии горячего газа. Ионизированный атом несет положительный электрический заряд. Любой ион, образовавшийся в результате потери одного или большего количества электронов, имеет собственные энергетические уровни, и его спектр отличается от спектра исходного атома.