Thành phần của nguyên tử và kí hiệu nguyên tử

Nguyên tử gồm hạt nhân ở tâm và vỏ electron bao quanh. Hạt nhân gồm proton (kí hiệu $p$) và neutron (kí hiệu $n$); vỏ gồm các electron ($e$) chuyển động rất nhanh quanh hạt nhân.

Khối lượng proton gần bằng khối lượng neutron và lớn hơn khối lượng electron khoảng $1836$ lần, nên khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân; khi tính gần đúng có thể bỏ qua khối lượng electron.

Nguyên tử trung hoà về điện: số proton bằng số electron. Số proton chính là điện tích hạt nhân $Z$ (đơn vị $+1$ mỗi proton).

• Số hiệu nguyên tử $Z$ = số proton = số electron của nguyên tử trung hoà.
• Số khối $A$ = tổng số proton và neutron: $A = Z + N$, với $N$ là số neutron.
• Kí hiệu nguyên tử: ${}^{A}_{Z}\mathrm{X}$, trong đó $\mathrm{X}$ là kí hiệu hoá học của nguyên tố. Ví dụ ${}^{23}_{11}\mathrm{Na}$ cho biết $Z = 11$, $A = 23$, nên $N = 23 - 11 = 12$.

Khi nguyên tử nhận hoặc nhường electron, hạt nhân không đổi (vẫn $Z$ proton, $N$ neutron) mà số electron đổi:

• Cation (ion dương) $\mathrm{X}^{n+}$: nhường $n$ electron, số electron $= Z - n$.
• Anion (ion âm) $\mathrm{X}^{n-}$: nhận $n$ electron, số electron $= Z + n$.

Khối lượng nguyên tử rất nhỏ nên dùng đơn vị amu (đơn vị khối lượng nguyên tử), bằng $\dfrac{1}{12}$ khối lượng một nguyên tử đồng vị ${}^{12}\mathrm{C}$:

$$1\ \text{amu} = 1{,}66054\cdot10^{-27}\ \text{kg}.$$

Khối lượng một nguyên tử (tính bằng amu) gần bằng số khối $A$. Khối lượng mol nguyên tử (g/mol) có trị số bằng số khối: $M \approx A$.

Kích thước: đường kính nguyên tử cỡ $10^{-10}\ \text{m}$ ($0{,}1\ \text{nm}$ hay $100\ \text{pm}$, $1\ \text{Å}$ $= 10^{-10}\ \text{m}$); đường kính hạt nhân cỡ $10^{-14}\ \text{m}$. Tỉ số đường kính $\approx 10^{4}$, nên tỉ số thể tích $\approx (10^{4})^3 = 10^{12}$.