Seperti yang kita ingat dari materi kimia dasar, sebuah atom terdiri dari inti padat bermuatan positif yang dikelilingi oleh elektron bermuatan negatif pada jarak yang relatif jauh. Inti atom terdiri dari partikel subatom yang disebut neutron, yang bermuatan netral, dan proton, yang bermuatan positif. Karena suatu atom secara keseluruhan bersifat netral, jumlah proton positif dalam inti dan jumlah elektron negatif yang mengelilingi inti adalah sama.
Meskipun sangat kecil (diameternya sekitar 10-14 hingga 10–15 meter) inti atom pada dasarnya mengandung seluruh massa atom. Elektron mempunyai massa yang dapat diabaikan dan beredar mengelilingi inti pada jarak kira-kira 10–10 m. Jadi, diameter atom pada umumnya adalah sekitar 2 × 10–10 m, atau 200 pikometer (pm), sekitar = 10–12 m. Untuk memberi Anda gambaran betapa kecilnya hal ini, garis pensil tipis memiliki lebar sekitar 3 juta atom karbon. Meskipun sebagian besar ahli kimia di seluruh dunia menggunakan satuan Sistem Internasional (SI) dan menggambarkan jarak kecil dalam pikometer, banyak ahli kimia organik dan ahli biokimia di Amerika Serikat masih menggunakan satuan angstrom (Å) untuk menyatakan jarak atom, di mana 1 Å = 100 pm = 10–10 m. Namun, seperti yang mungkin kita pelajari dalam kimia dasar, kita akan tetap menggunakan satuan SI.
Suatu atom tertentu dijelaskan berdasarkan nomor atomnya (Z), yang menunjukkan jumlah proton (atau elektron) yang dikandungnya, dan nomor massanya (A), yang menunjukkan jumlah total proton dan neutron inti. Semua atom suatu unsur mempunyai nomor atom yang sama: 1 untuk hidrogen, 6 untuk karbon, 15 untuk fosfor, dan seterusnya; tetapi mereka dapat memiliki nomor massa yang berbeda tergantung pada berapa banyak neutron yang dikandungnya. Atom-atom yang mempunyai nomor atom sama tetapi nomor massa berbeda disebut isotop. Unsur karbon, misalnya, memiliki tiga isotop yang terdapat secara alami, dengan nomor massa 12, 13, dan 14. Karbon-12 memiliki kelimpahan alami sebesar 98,89%, karbon-13 memiliki kelimpahan alami sebesar 1,11%, dan karbon- 14 hanya mempunyai kelimpahan alami yang dapat diabaikan.
Rata-rata berat isotop alami suatu unsur disebut berat atom dan dinyatakan dalam satuan massa atom terpadu (u) atau dalton (Da) dengan 1 u atau 1 Da didefinisikan sebagai seperduabelas massa satu atom karbon-12 . Jadi, berat atomnya adalah 1,008 u untuk hidrogen, 12,011 u untuk karbon, 30,974 u untuk fosfor, dan seterusnya. Berat atom semua unsur diberikan dalam tabel periodik.
