Segala sesuatu yang kita lihat dan sentuh, mulai dari udara yang kita hirup hingga bintang di kejauhan, tersusun dari unit fundamental yang disebut atom. Atom adalah blok bangunan dasar materi. Meskipun sering dianggap tak terbagi (berasal dari bahasa Yunani 'atomos' yang berarti tak terpotong), pemahaman modern menunjukkan bahwa atom memiliki struktur internal yang kompleks, terdiri dari inti padat yang dikelilingi oleh awan elektron.
Setiap atom terdiri dari tiga partikel subatomik utama: proton, neutron, dan elektron. Proton bermuatan positif dan neutron tidak bermuatan (netral); keduanya berkumpul membentuk inti atom yang padat. Elektron, yang bermuatan negatif, bergerak mengelilingi inti dalam orbital atau kulit energi. Jumlah proton dalam inti (nomor atom) menentukan identitas kimia suatu unsur. Atom umumnya bersifat netral karena jumlah proton positifnya sama dengan jumlah elektron negatifnya.
Variasi jumlah neutron dalam atom unsur yang sama menghasilkan isotop, sedangkan variasi jumlah elektron dapat menghasilkan ion (atom bermuatan). Inti atom menahan hampir seluruh massa atom, sementara elektron bertanggung jawab atas sifat kimiawi dan bagaimana atom berinteraksi untuk membentuk molekul.
Pada abad ke-19, para ilmuwan menyadari bahwa unsur-unsur kimia menunjukkan pola sifat yang berulang ketika diurutkan berdasarkan massa atomnya. Perkembangan paling signifikan datang dari Dmitri Mendeleev. Ia menyusun unsur-unsur dalam sebuah tabel, menempatkannya secara horizontal (periode) dan vertikal (golongan) sedemikian rupa sehingga unsur-unsur dengan sifat kimia yang mirip berada dalam kolom yang sama.
Sistem Periodik Unsur Modern didasarkan pada nomor atom (jumlah proton) dan pengaturan elektron valensi (elektron terluar). Tabel ini bukan sekadar daftar, melainkan peta prediktif yang kuat. Periode (baris horizontal) menunjukkan jumlah kulit elektron yang terisi, sementara Golongan (kolom vertikal) menunjukkan jumlah elektron valensi.
Struktur periodik ini mengungkapkan tren sifat unsur yang teratur:
Sistem periodik menjadi sangat berguna karena memvisualisasikan konfigurasi elektron. Atom berusaha mencapai kestabilan, yang biasanya dicapai ketika kulit valensi mereka penuh (seperti gas mulia). Untuk mencapai konfigurasi ini, atom berinteraksi satu sama lain melalui ikatan kimia. Logam cenderung mendonasikan elektron, non-logam cenderung menerima elektron, dan interaksi inilah yang membentuk molekul yang kompleks dan beragam yang membentuk alam semesta kita.
Dari partikel subatomik terkecil hingga tatanan raksasa tabel periodik, kimia adalah studi tentang keteraturan yang muncul dari interaksi fundamental. Memahami atom berarti membuka kunci untuk memahami mengapa zat bereaksi seperti yang mereka lakukan, memprediksi sifat senyawa baru, dan merancang material yang mengubah dunia. Sistem periodik adalah bukti visual paling elegan dari keteraturan mendasar alam semesta fisika.