Nie, nie wszystkie atomy tego samego elementu są identyczne. W przeciwieństwie do teorii Daltona - że atomy tego samego elementu są identyczne - naukowcy odkryli, że atomy zawierają mniejsze subatomowe cząstki. Dalsze eksperymenty ujawniły fundamentalne cząstki poza neutronami, protonami i elektronami. Chociaż atom jest najmniejszą cząstką elementu, który zachowuje swoiste właściwości elementu, wszystkie 92 stabilne atomy składają się tylko z trzech mniejszych, bardziej fundamentalnych cząstek.
Teoria Daltona doprowadziła do dalszego rozwoju i nowych dziedzin eksperymentowania. Jednakże badał jedynie zachowanie chemiczne obiektów i zakładał, że wszystkie atomy tego samego elementu są identyczne. Nie wiedział jednak, że atomy tego samego pierwiastka mogą mieć różną liczbę neutronów i różnych mas; w związku z tym nie wszystkie atomy są identyczne. Atomy tego samego pierwiastka, które mają różną liczbę neutronów, znane są jako izotopy. Różnica między izotopami jest ważna, ponieważ ich zachowanie w skrajnie wysokich temperaturach i ciśnieniach jest różne. Przykładem tego, w jaki sposób izotopy mogą oddziaływać na atomy, są reakcje rozszczepienia jądrowego. Atom z taką samą liczbą protonów, ale różną liczbą neutronów, będzie powodował różne reakcje chemiczne. Obecnie naukowcy znają 118 różnych atomów. Atomy są unikalne fizycznie i chemicznie. Ładunki elektryczne elektronów i protonów atomów rządzą większością interakcji chemicznych.
