Les molécules sont donc des assemblages d'atomes. Chaque atome est constitué d'un noyau central, très dense et très compact, de quelques femtomètres de diamètre ( ), entouré d'un nuage d'électrons. Le noyau est chargé positivement, les électrons négativement. L'ensemble forme ainsi un atome électriquement neutre.

Le noyau lui-même est formé de particules massives - environ 2000 fois plus lourdes que les électrons - appelées nucléons. Il existe deux types de nucléons : les protons, qui sont chargés positivement, et les neutrons, qui sont électriquement neutres.

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