Không. Hai nguyên tử của cùng một nguyên tố hóa học thường không giống nhau. Trước hết, có một loạt các trạng thái khả dụng mà các electron của một nguyên tử có thể đạt được. Hai nguyên tử của cùng một nguyên tố có thể khác nhau nếu các electron của chúng ở trong các trạng thái khác nhau. Nếu một nguyên tử đồng có một electron ở trạng thái kích thích và một nguyên tử đồng khác có tất cả các electron ở trạng thái cơ bản, thì hai nguyên tử đó là khác nhau. Nguyên tử đồng kích thích sẽ phát ra một chút ánh sáng khi electron trở lại trạng thái cơ bản, và nguyên tử đồng ở trạng thái cơ bản sẽ không phát ra ánh sáng. Vì các trạng thái của electron trong một nguyên tử quyết định bản chất của liên kết hóa học mà nguyên tử đó tham gia, hai nguyên tử của cùng một nguyên tố có thể phản ứng khác nhau nếu chúng ở trong các trạng thái khác nhau.
Nhưng nếu hai nguyên tử của cùng một nguyên tố đều có các electron ở cùng một trạng thái, thì chúng có giống nhau không? Không, chúng vẫn không giống nhau. Hai nguyên tử của cùng một nguyên tố và ở cùng một trạng thái điện tử có thể di chuyển hoặc quay với tốc độ khác nhau, ảnh hưởng đến khả năng tạo liên kết hóa học của chúng.
Nhưng nếu hai nguyên tử của cùng một nguyên tố đều có các electron ở cùng một trạng thái, và cả hai đều di chuyển và quay với cùng một tốc độ, thì chúng có giống nhau không? Không. Mặc dù hai nguyên tử như vậy về cơ bản là giống nhau về mặt hóa học (chúng sẽ phản ứng hóa học giống nhau), chúng không hoàn toàn giống nhau. Có nhiều hơn là các electron trong một nguyên tử. Còn có nhân nguyên tử. Nhân nguyên tử chứa các neutron và proton liên kết chặt chẽ với nhau. Cùng một nguyên tố hóa học có thể có số lượng neutron khác nhau và vẫn là cùng một nguyên tố. Chúng ta gọi các nguyên tử của cùng một nguyên tố với số lượng neutron khác nhau là “đồng vị”. Mặc dù đồng vị cụ thể không ảnh hưởng đến cách một nguyên tử phản ứng hóa học, nhưng nó quyết định cách nguyên tử đó sẽ hành xử trong các phản ứng hạt nhân.
Để tóm lại, rất khó để có hai nguyên tử của cùng một nguyên tố hoàn toàn giống nhau. Thực tế, việc thành công trong việc thuyết phục một nhóm nguyên tử trở nên gần giống nhau đã đáng được trao Giải Nobel. Tuy nhiên, đừng nghĩ rằng các nguyên tử có danh tính riêng biệt ngoài những gì đã được đề cập ở đây. Nếu hai nguyên tử carbon ở chính xác cùng một trạng thái phân tử, nguyên tử, điện tử và hạt nhân, thì hai nguyên tử carbon đó là giống nhau, bất kể chúng đến từ đâu hoặc đã trải qua những gì trong quá khứ.
