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原子的体积很小，小到有些难以置信。一个原子跟一个乒乓球体积之比，相当于乒乓球体积跟地球体积之比，由此可见，原子的体积是真的很小。也因此，19世纪之前，人们都认为原子是一个实心的小球，是不可分割的。
经过不断地科学猜想与实验，人类对原子结构的认识经历了多个阶段，目前人们发现，原子是由居于原子中心的原子核与核外电子构成的。原子核由质子和中子构成，每个质子带1个单位的正电荷，每个电子带1个单位的负电荷，中子不带电。我们已经知道，原子的体积很小，但是和原子核比起来，它又算是“庞然大物”了，因为如果原子的体积有体育场那么大，那原子核的体积就只有蚂蚁那么大，小到几乎看不见。所以，原子内部有足够的空间来让核外电子进行高速运动。
在有多个电子的原子中，虽然大家都是电子，所带的电荷也一样，但是它们的差别很大。离原子核近的电子能量较低，离原子核远的电子能量较高。离原子核最近的电子层是第一层，然后分别是第二层、第三层，以此类推。现在人们发现的电子中，最多的有七层核外电子，最少的只有一层。最外层电子数不超过8个，只有一层的不超过2个。
有的原子最外层有8个电子，它们的化学性质比较稳定，像氖、氩等稀有气体就是这样，非常“懒惰”，在常温常压下，它们很难进行化学反应。
像铝、镁等金属的原子，最外层通常都少于4个电子，在化学反应中想要形成相对稳定的结构，就会把最外层的这几个电子“抛弃”，达到最外层8个电子的稳定结构。
而氯、磷等非金属元素的原子，最外层通常都多于4个电子，由于“人多力量大”，所以它们很容易从别的原子那里得到电子，达到最外层8个电子的稳定结构。
在这个得到和失去电子的过程中，失去电子的原子会带正电荷，得到电子的原子会带负电荷。这种带电的原子有了新的名字，叫作离子，其中带正电的原子叫阳离子，带负电的原子叫阴离子。