Hạt nhỏ nhất của nguyên tố là nguyên tử. Mỗi nguyên tử của nguyên tố có một số proton, electron và neutron nhất định; một khi những con số đó thay đổi, nguyên tử tạo ra một nguyên tố khác.
John Dalton là người đầu tiên đề xuất rằng nguyên tử là đơn vị đo lường nhỏ nhất trong các nguyên tố vật lý. Sau đó, Ernest Rutherford đã sử dụng một loạt thí nghiệm để chứng minh rằng hạt nhân của một nguyên tử trong một nguyên tố bao gồm một số nhất định các proton, neutron và electron. Bằng cách hiểu từng nguyên tử của mỗi nguyên tố được tạo thành từ gì, các nhà hóa học có khả năng kiểm soát cao đối với các liên kết hóa học mà họ tạo ra. Điều này cho phép con người tạo ra vật liệu mới và công nghệ mới.
