Die Studie der Struktur des Atoms, dynamischen Eigenschaften, einschließlich Energiezustände und ihrer Interaktion mit den Teilchen und Felder. Diese sind fast vollständig von den Gesetzen der Quantenmechanik, mit sehr raffiniert Korrekturen erforderlich, durch die Quantenelektrodynamik bestimmt. Trotz der enormen Komplexität der meisten atomare Systeme, in denen jedes Elektron den Kern und alle anderen umkreisen Elektronen, interagiert die wellenförmige Natur der Teilchen, kombiniert mit dem Pauli-Prinzip, Ergebnisse in einem erstaunlich geordnete Array der atomaren Eigenschaften . Sind diese durch das Periodensystem von Mendelejew systematisiert. Zusätzlich zu ihrer Klassifizierung durch chemische Aktivität und Atomgewicht, die verschiedenen Elemente dieser Tabelle zeichnen sich durch eine Vielzahl von beobachtbaren Eigenschaften. Dazu gehören Elektronenaffinität, Polarisierbarkeit, Drehimpuls, mehreren elektrischen Momente und Magnetismus.