ذرات العالم التي نراها ونلمسها هي وحدات أساسية من الحياة المادية كما نعرفها. إنها لبنات البناء لجميع المواد الموجودة حولنا - سواء كانت غازات خفيفة مثل الهيليوم, سوائل كثيفة كزيت المحرك, أم صخور قاعديّة كتلك الّتي تشكل سطح الأرض. كل هذه الأشكال المختلفة للوجود البدني تنبع من خصائص محددة تعتمد بشكل مباشر على بنيتها الذريّة. لنستعرض معاً تركيبة وأجزاء الذرة وكيف تتفاعل لتشكل مملكة الطبيعة المتنوعة.

تتألف الذرة عادةً من نواة مركزية تحتوي على بروتونات موجبة الشحنة ونيوترونات غير مشحونة تقريباً يحيط بها إلكترونات سالبة الشحن تدور حولهما بسرعات كبيرة. النواة صغيرة نسبياً إذا قورنت بحجم الذرة الكلية؛ إذ يشغل ما يقارب 99% من مساحة الفضاء الفارغ بين الإلكترونات والنواة. هذا الترتيب الثابت للإلكترونات حول النواة يخضع لقوانين دقيقة تسمى "مبدأ باولي الحظر" والتي تحدد كيف يمكن لهذه الجزيئات الدقيقة أن تتمركز ضمن مستويات طاقة مختلفة بعيداً عن بعضها البعض.

البروتونات والنيوترونات مجتمعتان تُعرف باسم "النوكليون"، وتحدد العدد الإجمالي لكل منهما خاصية مهمة جداً للذرة اسمها الرقم النووي ("Atomic Number") والذي يعبر بدوره عن نوع العنصر نفسه. بالنسبة لإلكتروناته فإن دورته الخارجية وحدها تؤثر مباشرة في خواص العنصر والكيمياء الخاصة به ؛ لذا فهو يؤثر كذلك على قدرتها على الربط مع عناصر أخرى وبالتالي تحديد طبيعة المركبات الجديدة المُشتقة منها.

من الجدير بالذكر أنه رغم وجود عدة أنواع من الذرات نتيجة الاختلاف الواضح في ترتيباتها الداخلية إلا أنها جميعا تخضع للقواعد الفيزيائية ذاتها مما يضمن استمرار توازن كوني دقيق يسمح لنا بإدراك عالمنا المعقد بطريقة منظمة ومتوقعة إلى حد كبير. إن فهم العمليات الفرعية العديدة المشكلة للمادة عند أصغر مقياس لها ليس فقط يغذي فضول الإنسانية بشأن كوننا الكبير بل أيضا يدفع جهود البحث الرائدة نحو تطوير تكنولوجيات مبتكرة قد تغير المستقبل.