直至十九世紀末，科學家仍然相信原子是一些極細小的實心球體。但是，後續的研究證明，原子是由一些更細小的粒子構成的，這些構成原子的微粒被稱為「次原子粒子」 (subatomic particles)。
事實上，除了氫原子 (氫原子只含有 \(1\) 個質子和 \(1\) 個電子，不含中子) 之外，原子均是由三種次原子粒子——質子 (proton)、中子 (neutron) 和電子 (electron) 組成的。
相對原子而言，原子核極其微小，原子內的絕大部分空間是被電子佔據的。
利用，找出次原子粒子的相對質量和相對電荷。
改變次原子粒子的數目，記錄「相對質量」、「正電荷」和「負電荷」的變化。
| 相對質量 | 正電荷 | 負電荷 | |
|---|---|---|---|
| 質子數增加 1 | |||
| 中子數增加 1 | |||
| 電子數增加 1 |
根據上述觀察，推測：
質子、中子和電子的真實質量都很小。但是，三者相比，質子和中子的質量大致相同，而電子的質量則遠小於質子和中子，僅約是質子或中子質量的 \(1/1837\)。因此，當原子內每增加一個質子或中子，原子的相對質量增加 \(1\)；而當電子數目增加時，原子的相對質量幾乎不變。
| 次原子粒子 | 質量 \(\text{(kg)}\) | 相對質量 |
|---|---|---|
| 質子 | \(1.6726 \times 10^{-27}\) | \(1\) |
| 中子 | \(1.6749 \times 10^{-27}\) | \(1\) |
| 電子 | \(9.1094 \times 10^{-31}\) | \(1/1837\) |
質子、中子和電子所帶的電荷亦是不同的。
質子帶正電荷，電子帶負電荷，中子不帶電荷 。
質子所帶正電荷的量 \(=\) 電子所帶負電荷的量。
因此，質子、中子和電子的相對電荷分別是 \(+1\)、\(0\) 和 \(−1\)。
由於原子內的質子數目與電子數目相等，因此，整體而言，原子是不帶電荷的，即原子是電中性的。
| 次原子粒子 | 所帶電量 \(\text{(C)}\) | 相對電荷 |
|---|---|---|
| 質子 | \(+1.6022 \times 10^{-19}\) | \(+1\) |
| 中子 | \(0\) | \(0\) |
| 電子 | \(-1.6022 \times 10^{-19}\) | \(-1\) |