Ogni elemento è definito dal numero di protoni nel suo nucleo. Questo numero è noto come numero atomico e determina l'identità dell'elemento. Ad esempio, tutti gli atomi con un protone sono atomi di idrogeno, tutti gli atomi con due protoni sono atomi di elio e così via.
Gli elettroni in un atomo determinano le sue proprietà chimiche. Gli elettroni possono essere trasferiti o condivisi tra atomi, formando legami chimici. Il numero di elettroni nel guscio più esterno di un atomo, noti come elettroni di valenza, determina il modo in cui interagisce con gli altri atomi.
Gli atomi possono combinarsi con altri atomi per formare molecole e composti. Una molecola è un gruppo di atomi tenuti insieme da legami chimici. Un composto è una sostanza che contiene due o più elementi legati chimicamente insieme.
Le proprietà di un elemento dipendono dalle proprietà dei suoi atomi. Ad esempio, la reattività chimica di un elemento è determinata dal numero di elettroni di valenza che possiede. Gli elementi con un numero elevato di elettroni di valenza sono più reattivi degli elementi con un numero basso di elettroni di valenza.
I componenti più piccoli degli elementi aventi tutte le proprietà chimiche sono gli atomi. Gli atomi sono gli elementi costitutivi della materia e determinano le proprietà chimiche degli elementi.