Atomas tai ne rutulys, tolygiai pripildytas materijos; jame daug tuščios erdvės, ir tik mažoje jo apimties dalyje yra sukoncentruota masė. Fizikai padarė šią išvadą, bombarduodami įvairius atomus dalelėmis, kurias išmeta natūralios radioaktyviosios medžiagos. Paskiau mokslininkai konstatavo, kad atomą sudaro lengvas rutulio pavidalo apvalkalas iš greitai besisukančių elektronų ir sunkus centrinis branduolys.

Kiekvieno atomo branduolio skersmuo yra maždaug dešimt tūkstančių kartų mažesnis už išorinį atomo skersmenį, ir, nepaisant to, branduolio Viduje praktiškai koncentruojasi visa atomo masė. Branduolyje esančios medžiagos tankumas milžiniškas – jis sudaro apie šimtą milijonų gramų kubiniame centimetre (priminsime: vandens tankumas apie gramą kubiniame centimetre).

100 milijonų milijonų gramų – tai šimtas milijonų tonų. kitaip tariant – masė, kurią sudaro šimtas tūkstančių pilnai prikrautų prekinių traukinių, kurių kiekvienas susideda iš penkiasdešimties vagonų!

Sunku įsivaizduoti tokį didelį medžiagos tankumą esantį atomo branduolyje. Vis dėlto pateiksime pavyzdį. Jeigu mums pavyktų sudaryti mažą, smeigtuko galvutės dydžio (apie 1 mm), grūdelį vien iš atominių branduolių, be tuštumų, paprastai susidarančių medžiagose tarp atomų ir atomų viduje, tai šio grūdelio masė būtų mažų mažiausiai lygi okeaninio garlaivio masei.

Sudėtinės atomų dalys— elektronai ir branduolys turi elektros krūvius: branduolys—teigiamą krūvį, elektronai neigiamą. Nepaisant to, atomas paprastai yra elektriškai neutralus. Toks elektrinis atomo „neutralumas“ galimas tik tada, kai visi teigiami elektros krūviai sudaro pusiausvyrą tarp visų neigiamų krūvių. Vadinasi. atomo branduolys turi turėti tokį teigiamos elektros krūvio kiekį. kuris būtų lygus neigiamam apvalkale judančių elektronų krūviui.

Visus atominius branduolius sudaro dvi dalelių – nuklonų – rūšys: protonai ir neutronai. Šios dalelės yra medžiagos elementariosios dalelės. Jų masės yra
beveik lygios, o pagrindinis jų skirtumas pagrįstas tuo, kad protonas turi teigiamą elektros krūvį, o neutronas visai neturi elektros krūvio.

Elektrinis protono krūvis savo dydžiu lygus elektrono krūviui ir sudaro mažiausią gamtoje elektros porciją; todėl jis vadinamas elementariuoju krūviu. Taigi atomo apvalkale esančių elektronų skaičius yra lygus branduolyje esančių protonų skaičiui, nes tik tada atomas kaip visuma gali būti elektriškai neutralus.