Przez wiele stuleci uczeni zastanawiali się nad tym, jak zbudowana jest otaczająca nas materia. Na początku XIX stulecia ostatecznie okazało się, że materia ma budowę ziarnistą, gdyż składa się z maleńkich cząstek, które nazwane zostały atomami. Atom jest najmniejszą cząstką pierwiastka, zachowującą w pełni jego właściwości. Szybko okazało się, iż sam atom nie jest niepodzielny o składa się z dodatnio naładowanego jądra i krążących wokół niego ujemnie naładowanych elektronów. Jądro atomowe zbudowane jest z dwóch rodzajów cząstek zwanych ogólnie nukleonami. Są to dodatnio naładowane protony, oraz elektrycznie obojętne neutrony. W jądrze atomowym skupia się niemal cała masa atomu, stąd sumę wszystkich nukleonów znajdujących się w jądrze określa tzw. liczba masowa. Liczba atomowa określona jest przez ilość protonów znajdujących się w jądrze, a ponieważ atom jest elektrycznie obojętny, określa również ilość elektronów w atomie. Liczba atomowa decyduje o położeniu danego pierwiastka w układzie okresowym. Atomy tego samego pierwiastka mogą różnić się od siebie liczbą neutronów w jądrze atomowym. Takie atomy noszą nazwę izotopów. Jądra niektórych atomów (izotopów) mogą samorzutnie ulegać procesom, w wyniku których przemieniają się w inne jądra, emitując jednocześnie promieniowanie α, β lub γ. Zjawisko takie nosi nazwę promieniotwórczości. Wszystkie pierwiastki chemiczne, zarówno te naturalne, jak i te otrzymane sztucznie, uporządkowane są według wzrastającej liczby atomowej i tworzą tzw. układ okresowy pierwiastków. Położenie pierwiastka w danym miejscu układu okresowego umożliwia uzyskanie wielu ważnych informacji o pierwiastku, jego właściwościach i związkach, które tworzy. Wszystkie pierwiastki gazowe (za wyjątkiem gazów szlachetnych) występują w stanie wolnym w postaci dwuatomowych cząsteczek (np. O2, N2). Mamy wówczas do czynienia z cząsteczkami pierwiastków chemicznych. Również atomy różnych pierwiastków mogą łączyć się ze sobą. Powstają wówczas cząsteczki związków chemicznych (np. H2O, CO2). Masy atomów oraz cząsteczek określa się przy pomocy atomowych jednostek masy, oznaczonej literą „u”. Atomy poszczególnych pierwiastków łączą się ze sobą na skutek oddziaływania elektronów walencyjnych (najbardziej oddalonych od jądra). W wyniku tych oddziaływań tworzą się wiązania chemiczne. Wyróżnia się dwa podstawowe rodzaje wiązań chemicznych, kowalencyjne (zwane również wiązaniem atomowym), oraz jonowe. To, jakie wiązanie powstanie zależy w głównym stopniu od rodzaju łączących się ze sobą pierwiastków. Liczba wiązań, jakie może wytworzyć dany pierwiastek nazywana jest jego wartościowością. Dzięki znajomości wartościowości pierwiastków wchodzących w skład danego związku, można poprawnie napisać wzór sumaryczny, a nawet strukturalny tego związku. Przebieg zachodzącej reakcji chemicznej przedstawia się symbolicznie przy pomocy równania reakcji chemicznej. Poprawny zapis równania reakcji wymaga prawidłowego napisania wzorów związków chemicznych i symboli pierwiastków. Konieczne jest, aby ilość atomów każdego pierwiastka po obu stronach równania była taka sama. Wówczas mówi się, że równanie reakcji jest prawidłowo uzgodnione. Ponadto, masa substratów (związków po lewej stronie równania) biorących udział w konkretnej reakcji chemicznej, jest zawsze równa masie produktów, które w wyniku tej reakcji powstały (związków zapisanych po prawej strony równania reakcji). Powyższa zależność nosi nazwę prawa zachowania masy, które jest jednym z podstawowych praw chemicznych. Drugim ważnym prawem jest tzw. prawo stałości składu, które mówi, że stosunek mas pierwiastków wchodzących w skład danego związku chemicznego, jest wielkością stałą.

Podstawowe pojęcia wykorzystane w pracy:

Atom - najmniejsza, niepodzielna przy pomocy metod chemicznych część materii. Składają się z jądra atomowego i otaczających jądro elektronów.

Jądro atomowe - najbardziej wewnętrzna część jądra atomowego, wykazująca ładunek dodatni. Składa się z protonów i neutronów zwanych ogólnie nukleonami.

Protony - cząstki elementarne, wchodzące w skład jądra atomowego. Mają masę równą 1u i jednostkowy, dodatni ładunek elektryczny.

Neutrony - cząstki elementarne, wchodzące w skład jądra atomowego. Mają masę równą 1u, nie posiadają ładunku elektrycznego.

Elektrony - cząstki elementarne o jednostkowym ładunku ujemnym, poruszające się wokół jądra atomowego. Mają masę w przybliżeniu równą 1/1840u.

Liczba atomowa (Z) – liczba określająca ilość protonów znajdujących się w jądrze atomowym.

Liczba masowa (A) – liczba określająca ilość protonów i neutronów (nukleonów) w jądrze atomowym.

Atomowa jednostka masy (u) – jednostka masy, wykorzystywana do określania masy pojedynczych atomów lub cząsteczek. Stanowi 1/12 masy atomu węgla 12C. 1u = 0,166 10-23 g.

Masa atomowa – masa atomu wyrażona w atomowych jednostkach masy (u).

Masa cząsteczkowa – masa cząsteczki wyrażona w atomowych jednostkach masy (u).

Pierwiastek chemiczny – zbiór atomów, o jednakowej liczbie atomowej.

Związek chemiczny –  zbiór takich samych cząsteczek.

Izotopy – atomy tego samego pierwiastka (o takiej samej liczbie atomowej), różniące się liczbą masową (ilością neutronów w jądrze).

Promieniotwórczość - właściwość niektórych jąder atomowych, która polega na samorzutnej przemianie danego jądra w inne jądro, z jednoczesną emisją promieniowania α, β lub γ

Pierwiastek promieniotwórczy – pierwiastek ulegający rozpadowi promieniotwórczemu.

Wiązanie kowalencyjne (atomowe) - wiązanie chemiczne, powstające na skutek łączenia się atomów przyS pomocy wspólnych par elektronowych.

Wiązanie jonowe - wiązanie chemiczne, powstające w wyniku elektrostatycznego wzajemnego przyciągania się kationów (jonów dodatnich) i anionów (jonów ujemnych).

Wartościowość - to liczba wiązań, jakie tworzy dany pierwiastek w konkretnym związku chemicznym.

Prawo stałości składu – podstawowe prawo chemiczne, mówiące, że stosunek mas pierwiastków wchodzących w skład związku chemicznego jest wielkością stałą.

Prawo zachowania masy – podstawowe prawo chemiczne, mówiące, że łączna masa substratów biorących udział w reakcji chemicznej musi być równa sumarycznej masie powstałych w reakcji produktów.