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O filósofo grego Demócrito propôs que tudo na Terra é composto por partículas minúsculas chamadas "átomos", do grego "indivisíveis", de onde o termo moderno "átomo" é derivado. No século XIX, John Dalton propôs uma teoria atômica que ainda é, em boa parte, correta até hoje. Ele apresentou cinco postulados para explicar como os átomos compõem o mundo ao nosso redor. (1) Toda matéria é composta por partículas, ou átomos, infinitamente pequenos. (2) Todos os átomos de um dado elemento são idênticos entre si e (3) são diferentes dos átomos de todos os outros elementos. (4) Dois ou mais elementos podem se combinar em uma proporção fixa para formar um composto. (5) Os átomos não podem ser criados nem destruídos em uma reação química, mas podem se reorganizar para formar novas substâncias.
Dalton estava parcialmente correto sobre as partículas que compõem a matéria. Embora os átomos não possam ser decompostos por processos químicos ou físicos comuns, eles são compostos por três partículas subatômicas menores que ele. A primeira pista sobre a estrutura subatômica veio quando J.J. Thomson descobriu o elétron. Os cientistas sabiam que a carga total de um átomo era neutra, mas o "modelo do pudim de ameixa" de Thomson do átomo forneceu novas informações a respeito da existência de uma partícula carregada negativamente, sugerindo que os elétrons estavam espalhados por uma área com carga positiva. Mais tarde, Ernest Rutherford realizou um experimento mostrando que a maior parte da massa de um átomo está concentrada no núcleo, onde os prótons representam a carga positiva do átomo, enquanto os elétrons, carregados negativamente e minúsculos, compõem a maior parte do espaço fora do núcleo. Isso refutou o modelo do pudim de ameixa de Thomson. Em 1932, James Chadwick descobriu que o nêutron também compõe a massa presente em um átomo.
De acordo com a teoria atualmente aceita, os prótons são encontrados no núcleo de um átomo, possuem carga positiva e têm uma massa de uma unidade de massa atômica (UMA) cada. O número de prótons é igual ao número atômico na tabela periódica e determina a identidade do elemento. Os nêutrons também são encontrados no núcleo. Eles não possuem carga, mas possuem a mesma massa dos prótons, contribuindo para a massa atômica de um átomo. Os elétrons orbitam em torno do núcleo em nuvens. Eles possuem carga negativa e massa negligenciável, contribuindo para a carga geral de um átomo, mas não para sua massa.
