Pada materi sebelumnya kita sudah mempelajari tentang teori atom yang terus mengalami perkembangan hingga akhirnya dapat disimpulkan bahwa sesungguhnya atom memiliki struktur yang internal yaitu atom tersusun atas inti atom dan partikel-partikel penyusunnya. Partikel tersebut mengarah kepada penemuan tiga partikel penyusun atom antara lain; elektron, proton, dan neutron.
1. Elektron
Pernahkah Anda menonton televisi? Jika diperhatikan tabung televisi merupakan sinar katoda. Tabung itu berupa tabung kaca yang sebagian besar udaranya disedot keluar. Ketika pada sumber tegangan tinggi kedua lempeng logam terhubung, lempeng yang bermuatan negatif disebut katoda, memancarkan sinar yang tidak terlihat.Â
Sinar katoda ini tertarik ke lempeng bermuatan positif yang disebut anoda. Ketika sinar ini menumbuk permukaan yang telah dilapisi secara khusus, sinar katoda menghasilkan cahaya yang terang. Pada tahun 1875, percobaan tabung sinar katoda pertama kali dilakukan oleh William Crookes.Â
Hasil percobaan tersebut menunjukkan adanya seberkas sinar yang muncul dari arah katoda menuju anoda yang disebut sinar katoda. George Johnstone Stoney pada tahun 1891 mengusulkan nama sinar katoda itu dengan nama "elektron".
 Namun kelemahan dari Stoney yaitu tidak dapat menjelaskan pengaruh elektron terhadap perbedaan sifat antara atom suatu unsur dengan atom unsur lainnya, padahal keduanya sama-sama memiliki elektron. Pada tahun 1896, Antoine Henri Becquerel menunjukkan sinar yang dipancarkan dari unsur-unsur radioaktif sifatnya mirip dengan elektron.Â
Fisikawan Inggris bernama Joseph John Thomson melanjutkan percobaan yang dilakukan oleh William Crookes dengan menentukan perbandingan muatan listrik terhadap massa tiap satuan elektron melalui percobaan pengaruh medan listrik dan medan magnet dalam tabung sinar katoda.
Keterangan:
a. Jika hanya terdapat medan listrik, berkas sinar katoda dibelokkan ke atas (titik 1)
b. Jika terdapat medan listrik dan medan magnet, berkas sinar katoda bergerak lurus (titik 2)
c. Jika hanya terdapat medan magnet, berkas sinar katoda dibelokkan ke bawah (titik 3)
Hasil percobaan ini menunjukkan bahwa terdapat sinar katoda yang dapat dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik sehingga dapat membuktikan bahwa terdapat partikel bermuatan negatif dalam suatu atom.
Pada tahun 1908 melalui percobaan tetes Minyak Milikan, Robert Andrew Milikan dapat menemukan besarnya muatan dalam elektron.
Dalam percobaan tersebut, minyak disemprotkan ke dalam tabung yang bermuatan listrik. Karena adanya gaya gravitasi maka tetesan minyak yang turun akan terendapkan. Ketika tetesan minyak diberi muatan negatif maka minyak akan tertarik ke kutub positif medan listrik. Sehingga melalui hasil percobaan ini, diperoleh muatan elektron -1 dan massa elektron 0.
2. Proton dan Inti
Pada tahun 1910, seorang fisikawan Selandia Baru Ernest Rutherford dibantu oleh Hans Geiger dan Ernest Marsden melakukan serangkaian percobaan dengan menggunakan lembaran emas yang sangat tipis dan logam lainnya sebagai sasaran untuk partikel  yang berasal dari sebuah sumber radioaktif.Â
Dalam percobaan tersebut teramati bahwa terdapat sebagian partikel yang menembus lembaran tanpa membelok atau hanya membelok sedikit dan terdapat partikel  yang dibelokkan dengan sudut yang besar.Â
Dalam beberapa kesempatan teramati pula bahwa partikel  dipantulkan kembali ke arah datangnya. Penemuan ini jika dibandingkan dengan model Thomson mengalami perbedaan dimana muatan positif dari atom sangat tersebar sehingga diperkirakan terjadi tembusan dengan sedikit pembelokan oleh partikel  yang bermuatan positif.
Untuk menjelaskan hasil percobaan hamburan , dibuatlah model baru untuk struktur atom oleh Rutherford, dengan asumsi bahwa terdapat ruang kosong dari sebagian besar atom. Melalui ruang kosong ini, sebagian besar partikel dimungkinkan akan menembus lembaran emas dengan sedikit atau tanpa adanya pembelokan.Â
Menurut Rutherford, atom bermuatan positif seluruhnya berkumpul di dalam inti (nukleus), yaitu suatu inti pusat padat yang terletak di dalam atom.Â
Ketika dalam percobaan hamburan partikel mendekat ke inti, maka akan terjadi gaya tolak menolak yang besar dari partikel ini sehingga partikel ini membelok jauh bahkan berbalik ke arah datangnya. Partikel bermuatan positif ini disebut proton.Â
Sehingga Rutherford melalui hasil percobaannya menyatakan bahwa atom tersusun dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi elektron yang bermuatan negatif, sehingga atom bersifat netral. Melalui percobaan yang terpisah, ditemukan bahwa muatan setiap proton memiliki magnitudo (besar) yang sama dengan elektron, dan ditemukan massa inti atom tidak seimbang dengan massa atom dalam inti atom, sehingga diprediksi bahwa terdapat partikel lain di dalam inti atom.
3. Neutron
Model struktur atom yang merupakan prediksi dari Rutherford memicu suatu masalah penting yang belum terpecahkan. Diketahui bahwa hidrogen merupakan atom paling sederhana yang mengandung satu proton dan atom helium mengandung dua proton.Â
Jika dilihat dari perbandingan massanya, atom helium dan atom hidrogen memiliki perbandingan 2:1 karena tanpa adanya faktor yang mempengaruhi, massa elektron jauh lebih ringan dibandingkan massa proton. Padahal kenyataannya perbandingan atom helium dan hidrogen adalah 4:1.Â
Melalui pernyataan tersebut, Rutherford mempostulatkan bahwa sudah dapat dipastikan terdapat jenis partikel sub atom yang lain dalam inti atom. Sehingga pada tahun 1932, James Chandwick melakukan percobaan penembakan partikel pada inti atom berilium (Be) yang menghasilkan radiasi partikel dengan daya tembus yang tinggi.
Ketika Chandwick menembakkan partikel ke selembar tipis berilium, terdapat pancaran radiasi berenergi sangat tinggi dan tidak dipengaruhi oleh medan magnet maupun medan listrik.Â
Kemudian percobaan selanjutnya menunjukkan bahwa sesungguhnya partikel yang menimbulkan radiasi berdaya tembus tinggi itu serupa dengan sinar yang terdiri atas partikel netral, artinya mempunyai massa sedikit lebih besar daripada massa proton. Partikel ini oleh Chandwick dinamai neutron.
Sifat-sifat neutron adalah sebagai berikut.
a. Sinar neutron dalam medan listrik ataupun medan magnet tidak dibelokkan ke kutub positif atau negatif sehingga neutron tidak bermuatan.
b. Memiliki massa yang hampir sama dengan massa atom yaitu 1,675 x 10-24 Â g atau 1,0087 sma.
4. Notasi Atom
a. Nomor Atom
Nomor atom (Z) merupakan jumlah proton (muatan positif) dalam inti atom. Jumlah muatan positif merupakan ciri khas setiap unsur, sehingga unsur yang berbeda mempunyai nomor atom yang berbeda.Â
Dalam suatu atom netral jumlah muatan positif (proton) sama dengan jumlah muatan negatif (elektron), sehingga nomor atom juga menunjukkan jumlah elektron (Z = np = ne), akan tetapi jika atom membentuk ion (tidak bersifat netral) maka nomor atom tidak sama dengan jumlah elektron. Ion merupakan atom yang bermuatan karena kelebihan elektron (ion negatif) dan kekurangan elektron (ion positif).
Xn- = ion negatif dengan muatan -n
Xn+ = ion positif bermuatan +n
b. Nomor Massa
Atom terdiri dari proton, neutron, dan elektron. Nomor massa merupakan jumlah total neutron dan proton yang ada dalam inti atom suatu unsur. Dalam mencari nomor massa, massa elektron diabaikan karena massa elektron sangat kecil dan dianggap nol.
Rumus:
A = Z + n    sehingga    N = A - Z
Ket:
A = nomor massa
Z = nomor atom/jumlah proton
N = neutron
5. Isotop, Isobar, dan Isoton
a. Isotop
Isotop merupakan atom yang memiliki nomor atom yang sama tetapi berbeda nomor massanya. Dengan kata lain, isotop merupakan suatu unsur dengan jumlah proton dan elektron yang sama, tetapi jumlah neutronnya berbeda. Isotop dari suatu unsur memiliki jumlah elektron valensi yang sama sehingga sifat kimia yang dimilikinya sama. Massa atom relatif (Ar) dari suatu unsur dapat ditentukan berdasarkan massa atom semua isotop dan kelimpahan isotopnya.
b. Isobar
Isobar merupakan unsur yang memiliki nomor massa yang sama namun unsur atomnya berbeda.
c. Isoton
Isoton merupakan unsur yang memiliki jumlah neutron yang sama namun unsur-unsurnya berbeda.
