세상이 무엇으로 이루어져 있는지 이해하는 것은 겉으로 보기에는 다소 난해한 탐구처럼 보일 수 있다. 하지만 이 탐구는 실제로 가장 큰 결과를 가져온 것으로 느껴진다. 플라스틱, 비료, 자동차, 컴퓨터, 인터넷, 유전공학, 휴대전화, GPS 등은 모두, 적어도 부분적으로는 이 질문에 답하기 위한 시도에서 비롯된 것이다. 이 모든 물질의 중심에는 고체, 액체, 기체 등 모든 물질이 궁극적으로 무수히 많은 작은 입자들로 구성되어 있다는 인식이 자리 잡고 있다. 원자라고 불리는 더 작은 단위로 구성된 분자가 화학 결합으로 결합하여 단순 화합물 또는 복합 화합물을 형성하거나 단독 원자 자체로 구성된다. 원자와 분자 사이의 상호작용은 화학의 모든 기초를 형성한다. 하지만, 과학자들은 역설적으로 물질(matter) ..

원자(原子, atom)는 물질을 구성하는 기본 입자이며, 해당 원소의 특성을 가진다. 원소는 화학 결합할 수 있는 원소의 가장 작은 입자이다. 물질이 원자로 구성되어 있다는 가설은 기원전 5세기에 그리스 철학자 레우키포스와 데모크리토스에게 유래한다. 하지만 19세기 초가 되어서야 과학에 관심이 많았던 영국 교사 존 돌턴(John Dalton, 1766~1844)이 정량적 측정으로 이 가설을 뒷받침했다. 그 이후로 반복된 실험으로 이 가설의 많은 측면이 확인되었으며, 화학의 중심 이론 중 하나가 되었다. 돌턴의 원자 이론은 여전히 사용하지만 약간 수정되었다. 원자는 너무 작아서 크기를 상상하기 어렵다. 우리가 맨눈으로 볼 수 있는 작은 것 중 하나는 거미줄의 한 가닥이다. 이 가닥은 지름이 약 1/10,0..