Não, nem todos os átomos do mesmo elemento são idênticos. Ao contrário da teoria de Dalton - que os átomos do mesmo elemento são idênticos - os cientistas descobriram que os átomos compreendem partículas subatômicas menores. Outros experimentos revelaram partículas fundamentais além de nêutrons, prótons e elétrons. Embora um átomo seja a menor partícula de um elemento que retém as propriedades intrínsecas do elemento, todos os 92 átomos estáveis são compostos de apenas três partículas menores e mais fundamentais.
A teoria de Dalton levou a novos desenvolvimentos e novos campos de experimentação. No entanto, ele apenas investigou o comportamento químico dos objetos e presumiu que todos os átomos do mesmo elemento são idênticos. O que ele não sabia é que era possível que átomos do mesmo elemento tivessem diferentes números de nêutrons e diferentes massas; assim, nem todos os átomos são idênticos. Os átomos do mesmo elemento que têm diferentes números de nêutrons são conhecidos como isótopos. A diferença entre os isótopos é importante, pois seu comportamento em temperaturas e pressões extremamente altas varia. Um exemplo de como os isótopos podem afetar os átomos são as reações de fissão nuclear. Um átomo com o mesmo número de prótons, mas diferente número de nêutrons, produzirá diferentes reações químicas. Atualmente, os cientistas conhecem 118 átomos diferentes. Os átomos são únicos física e quimicamente. As cargas elétricas dos elétrons e prótons dos átomos governam a maioria das interações químicas.
