Atomitason vuorovaikutukset
Kemistille on hyödyksi osata hiukkasen fysiikkaa. Nykyfysiikka tuntee neljä perusvuorovaikutusta sekä kymmeniä alkeishiukkasia. Kemisti selviää yleensä mainiosti yhdellä vuorovaikutuksella ja kolmella massallisella hiukkasella. Tämä vuorovaikutus on sähkömagneettinen ja hiukkaset ovat protoni, neutroni ja elektroni.
Sähkömagneettiseen vuorovaikutukseen kemisti voi suhtautua varauksellisesti: vastakkaismerkkiset varaukset vetävät toisiaan puoleensa ja samanmerkkiset varaukset hylkivät toisiaan. Vuorovaikutus on sitä voimakkaampaa, mitä suurempia varaukset ovat ja mitä lähempänä ne ovat toisiaan. Kemiassa tärkeistä hiukkasista protoni on positiivisesti varautunut, neutroni on varaukseton ja elektroni on negatiivisesti varautunut.
Koska varaukseton neutroni ei osallistu sähkömagneettiseen vuorovaikutukseen, kemialliset ilmiöt selittyvät pääasiassa protonien ja elektronien avulla. Käytännössä protonitkin voidaan useimmiten sivuuttaa, sillä kemistejä kiinnostaa lähinnä, kuinka elektronit liikkuvat ja miten tämä liike liikuttaa atomeja.
Erimerkkiset varaukset (+ ja −) vetävät toisiaan puoleensa ja samanmerkkiset varaukset (− ja −) hylkivät toisiaan. Varaukseton hiukkanen (0) ei osallistu sähkömagneettiseen vuorovaikutukseen.