Atomul ca cea mai mica parte a unei substante chimice simple. Numarul lui Avogadro
Conceptul de „atom” a fost imaginat ca răspuns la întrebarea dacă o substanţă materială poate fi divizată oricât de mult sau nu. Acum circa 2500 de ani Leucip şi, apoi, Democrit au avansat ipoteza atomistă, adică cea a structurii discrete a materiei. „Atomul” (ceea ce în greacă însemna „cel indivizibil”) este, potrivit lui Leucip şi Democrit, constituentul fundamental al materiei. Teoria antică arăta că există patru tipuri de atomi: de „pământ”, de „apă”, de „aer” şi de „foc”. Proprietăţile fizice ale unei substanţe depindeau de proporţiile în care cele patru tipuri de atomi se combinau pentru a forma substanţa. Concepută în acest mod teoria atomistă a antichităţii era mai mult un model filozofic decât o teorie ştiinţifică, nefiind supusă rigorilor experimentale pe care le presupune validarea unei ipoteze ştiinţifice. Teoria atomistă a revenit în actualitate după mai mult de 2000 de ani, de data aceasta ca o teorie ştiinţifică motivată de progresele chimiei de la sfârşitul secolului al XVIII-lea. Legea proporţiilor multiple, formulată de Dalton în 1803, arăta că dacă două substanţe chimice simple pot forma mai mulţi compuşi chimici, atunci raportul maselor din prima substanţă care se combină cu aceeaşi cantitate din a doua substanţă este un raport de numere întregi şi simple (2/1, 3/2, 5/2, etc.). Pornind de la această lege Dalton a formulat ipoteza după care atomul este cea mai mică „cărămidă” constitutivă a unei substanţe chimice simple. Rapoartele menţionate sunt expresia proporţiilor în care se combină atomii la formarea compuşilor chimici. În aceste consideraţii îşi are originea şi definiţia modernă a atomului, conform căreia :
Atomul este cea mai mică parte a unei substanţe chimice simple care mai păstrează încă proprietăţile chimice ale substanţei respective. Chimia a adăugat conceptului de atom şi conceptul de „moleculă”, adică cea mai mică structură, formată din atomi, care păstrează încă proprietăţile chimice ale unui compus chimic.
În 1817, Avogadro utilizează teoria atomistă în studiile legate de fizica gazelor, enunţând legea care-i poartă numele :
Volume egale din gaze diferite, luate în aceleaşi condiţii de temperatură şi presiune, conţin acelaşi număr de molecule (legea lui Avogadro).