Ilustrasi sederhana model atom dengan inti dan elektron yang mengorbit.
Dalam studi kimia, konsep fundamental yang harus dipahami adalah atom. Atom adalah unit dasar penyusun segala materi yang ada di alam semesta, mulai dari udara yang kita hirup, air yang kita minum, hingga benda-benda padat di sekitar kita. Meskipun sering disebut sebagai partikel terkecil, penemuan modern menunjukkan bahwa atom sendiri tersusun dari partikel-partikel subatomik yang lebih kecil. Memahami struktur atom adalah kunci untuk menguraikan sifat-sifat kimia suatu unsur.
Secara definisi, atom adalah partikel terkecil dari suatu unsur kimia yang masih mempertahankan sifat-sifat unsur tersebut. Nama "atom" berasal dari bahasa Yunani kuno, *atomos*, yang berarti "tidak dapat dibagi." Meskipun anggapan ini telah dibantah oleh fisika modern—karena atom memang dapat dibagi menjadi partikel subatomik—istilah ini tetap digunakan untuk menggambarkan unit dasar pembangun materi.
Setiap atom memiliki inti pusat yang sangat padat dan bermuatan positif yang disebut nukleus (inti atom). Mengelilingi inti ini terdapat awan elektron yang bermuatan negatif. Jumlah proton, neutron, dan elektron dalam atom menentukan jenis unsur dan sifat kimianya. Sebagai contoh, semua atom yang memiliki satu proton pasti adalah atom Hidrogen, terlepas dari jumlah neutron atau elektronnya.
Sebuah atom terdiri dari tiga jenis partikel subatomik utama yang bekerja sama membentuk keseluruhan struktur: proton, neutron, dan elektron.
Inti atom, yang merupakan gabungan dari proton dan neutron, menampung hampir seluruh massa atom, meskipun ukurannya sangat kecil dibandingkan dengan ukuran atom secara keseluruhan. Gaya nuklir kuat adalah gaya yang bertanggung jawab menahan proton-proton bermuatan positif agar tidak saling tolak-menolak dan menjauh dari inti. Kestabilan inti sangat krusial dalam menentukan sifat nuklir suatu unsur.
Perilaku kimia suatu atom—bagaimana ia berinteraksi, berikatan, atau membentuk molekul dengan atom lain—sepenuhnya ditentukan oleh elektron, khususnya elektron di kulit terluar yang dikenal sebagai elektron valensi. Elektron-elektron ini bergerak dalam orbital atau tingkatan energi spesifik di sekitar inti.
Setiap kulit elektron dapat menampung jumlah elektron maksimum tertentu. Atom cenderung mencapai konfigurasi yang stabil dengan mengisi penuh kulit terluarnya (aturan oktet), yang biasanya melibatkan pelepasan, penangkapan, atau berbagi elektron dengan atom lain. Proses inilah yang mendasari pembentukan ikatan kimia, baik ikatan ionik maupun ikatan kovalen. Dengan kata lain, kimia adalah studi tentang bagaimana elektron valensi berperilaku.
Konsep atom telah berkembang pesat selama berabad-abad. John Dalton pada awal abad ke-19 mengemukakan teori atom modern pertamanya, yang menyatakan bahwa unsur terdiri dari atom yang tidak dapat dihancurkan. Kemudian, penemuan elektron oleh J.J. Thomson mengarah pada model "roti kismis." Model Rutherford memperkenalkan inti atom melalui eksperimen hamburan emas.
Model atom yang paling sering digunakan dalam konteks kimia sehari-hari adalah Model Bohr, yang menempatkan elektron pada lintasan atau orbit tetap. Namun, fisika kuantum telah memberikan gambaran yang lebih akurat: elektron tidak berada pada lintasan pasti, melainkan di area probabilitas yang disebut orbital. Model kuantum ini adalah dasar bagi pemahaman kita tentang struktur periodik unsur dan perilaku ikatan kimia. Memahami atom, dari protonnya hingga orbital elektronnya, adalah kunci untuk menguasai ilmu kimia.