Heute weiß man, dass Atome aus einem Atomkern in der Mitte und einer weiter außen gelegenen Hülle bestehen. Der Kern enthält positive Teilchen, die Protonen. Die Hülle besteht dagegen aus den negativen Elektronen.

Unterschiedliche Ladungen ziehen sich bekanntlich an. Dieser Anziehungskraft wirkt die Zentrifugalkraft der den Atomkern umkreisenden Elektronen entgegen. Aus größerer Entfernung erscheinen Atome elektrisch neutral, denn beide Ladungsarten gleichen sich aus.

Hülle und Kern unterscheiden sich stark in ihrer Größe: Würde man die Atomhülle auf das Format einer Kathedrale aufblähen, dann erreicht der ebenfalls vergrößerte Kern lediglich das Ausmaß eines Kirschkerns! Trotzdem enthält der Winzling fast die gesamte Masse des Atoms. Er beherbergt außer den Protonen zusätzlich die Neutronen. Sie sind zwar elektrisch neutral, ähneln dafür aber in ihrer Masse ihren positiven Kern-Kollegen.

Das Größenverhältnis von Atomhülle und Atomkern ist bemerkenswert. Der Durchmesser der Hülle beträgt etwa 10 hoch minus 10 m, der Durchmesser des Kerns etwa 10 hoch minus 14 m. Der Kern ist also etwa 10.000-mal kleiner als die Hülle. Zur Veranschaulichung dieses Verhältnisses kann man das Atom in Gedanken auf das 10 hoch 12-fache vergrößern. Die Hülle hätte dann einen Durchmesser von 100 m, der Kern wäre aber nur 1 cm groß.

Nähert man sich von außen einem Kohlenstoff-Atom, dann begegnet man zuerst den sechs Elektronen der Atomhülle (schwarz). Weiter innen – im Zentrum des Atoms – sitzt der winzige Atomkern, der hier im Vergleich zur Hülle stark vergrößert dargestellt ist. Dort sind auf engstem Raum Protonen (rot) und Neutronen (weiß) vereint. Die sechs positiven Protonen und die sechs negativen Elektronen gleichen sich normalerweise elektrisch aus: Das Atom ist nach außen neutral.