تُعدّ الذرة المكوّن الأساسي لكل المواد، حيث تؤدي البنية الذريّة للمادة دوراً أساسيّاً في تحديد خصائص المادة والتشوهات -إعادة التشكيل- الواقعة عليها تحت ظروف بيئية مختلفة، ويمارَس علم دراسة الذرة ومكوناتها بهدف وصف خصائص المادة الأساسيّة، وتشوّهات المادة خلال العمليّات المختلفة، وتداخل المواد.[1]
يمكن استخدام النموذج الذري -الجزيئي- للمساعدة على محاكاة سلوك الجزيئات، وهذا يتم بشكل عام عبر تطبيق جميع الأساليب النظرية المتاحة والأساليب الرياضية، حيث تهدف المحاكاة الذريّة إلى تحليل سلوك الذرات عن طريق فهم وتخطيط حركة كل ذرة في المادة، مدعماً أيضاً فهم تشوهات المادة، وتغيراتها الشكلية، وظواهر أخرى، ويساعد أيضاً على ربط الأحداث الواقعة في المقياس الذري مع تلك الموجودة في مقياس المواد متوسطة الحجم، ومن الجدير بالذكر أن أهم البيانات المطلوبة على المستوى الجزيئيّ لإتمام المحاكاة هو الآتي:[1]
تتكون الذرات من البروتونات، والإلكترونات، والنيوترونات، حيث يتركز في منتصف الذرة كل من البروتونات والنيوترونات، بينما تتواجد الإلكترونات على شكل سحابة تحيط بالنواة، وتتعدد أنواع الذرات كما يأتي: [2]
يفيد تطبيق علم الذرة في حماية وتوفير وحفظ الماء، والطعام، والطاقة، والصحة عبر استخدام التقنيات الذرية كما يأتي:[3]