물질
입자에 의한 물질의 정의에 따르면 원자는 경입자의 일종인 전자와 쿼크에 의해 이루어진 바리온인 양성자, 중성자로 이루어진다. 이렇게 이루어진 원자는 다시 분자를 구성한다. 이러한 의미에서 원자와 분자를 물질의 기본단위로 정의할 수 있다. 이러한 정의는 이온과 같이 원자가 아닌 상태의 물질에서도 적용될 수 있다.
원자 궤도
이 동작은 주기율표의 구조를 담당한다. 표는 여러 행 ( '주기')으로 나눌 수 있으며 맨 위에 1부터 번호가 매겨져 있다. 현재 알려진 원소는 7주기 까지 채워졌다. 특정 주기에 숫자 i가 있으면, 그것은 가장 바깥 쪽의 전자가 i 번째 껍질에 속하는 원소로 구성된다. 닐스 보어 (Niels Bohr)는 전자 에너지 준위의 주기적인 충진으로 원소의 성질에있는 주기성이 설명되어 원자의 전자 구조가 형성된다는 것을 처음으로 제안했다.