物質の構成

原子は、中心にある正電荷の原子核と、そのまわりを回る負電荷の電子でできています。原子核は正電荷をもつ陽子と電荷をもたない中性子からなり、陽子の数がその元素を決める原子番号です。

陽子数と中性子数の合計が質量数になります。同じ元素でも中性子の数が違う原子どうしを同位体（アイソトープ）といい、化学的な性質はほぼ同じですが質量が異なります。

原子全体では陽子の数と電子の数が等しく、電気的に中性です。

電子は原子核のまわりの電子殻に、内側からK殻（最大2個）・L殻（最大8個）・M殻…の順に入っていきます。いちばん外側の殻にある電子を最外殻電子といい、そのうち結合に関与するものを価電子と呼びます。

ふつう価電子の数は最外殻電子の数と一致しますが、最外殻が満たされて反応しにくい貴ガスだけは価電子の数を0とする約束になっている点が、ひっかけとしてよく使われます。この価電子の数が、その原子の化学的な性質を決めます。

原子が結びつく力（化学結合）は主に三つに分けられ、どの組み合わせかで見分けられます。イオン結合は、電子を放出してできた陽イオンと、受け取ってできた陰イオンが静電気力で引き合う結合で、金属元素と非金属元素の間にできます（塩化ナトリウムなど）。

共有結合は、非金属元素どうしが電子を出し合って共有する結合で、分子をつくります（水・二酸化炭素など）。金属結合は、金属原子が自由に動ける電子（自由電子）を共有する結合で、金属特有の電気伝導性や光沢のもとになります。

さらに分子どうしの間には、比較的弱い分子間力や、水などに見られる強めの水素結合がはたらき、これが沸点の高さなどに影響します。