Il numero atomico, indicato abitualmente con la lettera Z, corrisponde al numero di protoni contenuti nel nucleo dell'elemento. Nella Tavola Periodica degli elementi esso è posto sopra l'elemento stesso. Considerando che i protoni hanno carica positiva e che un atomo è elettricamente neutro il numero atomico è uguale al numero di elettroni che hanno carica negativa.
La corrispondenza biunivoca tra Z e l'elemento è quindi molto comoda perché ciò consente di scrivere la configurazione elettronica dell'elemento.
Ad esempio se Z = 9 dalla Tavola Periodica si rileva che l'elemento è il fluoro che, avendo 9 elettroni, ha configurazione elettronica 1s2,2s2,2p5.
Numero di massa
Contrariamente al numero atomico che consente l'identificazione di un elemento il numero di massa non dà alcuna indicazione.
Se un elemento che ha numero di massa pari a 14 questo può essere sia il carbonio che l'azoto. Il numero di massa, infatti, è dato dalla somma dei protoni e dei neutroni contenuti nel nucleo. Mentre il numero di protoni di un dato elemento è costante, il numero di neutroni può variare. Un elemento può presentarsi sotto forma di più isotopi ovvero elementi che hanno lo stesso numero di protoni e diverso numero di neutroni.
Esistono infatti due elementi che hanno numero di massa pari a 14 ovvero 14C e 14N. Solo conoscendo il numero atomico possiamo conoscere l'elemento. Se Z = 6 si tratta di 146C ovvero di un isotopo del carbonio che ha 6 protoni e 14-6 = 8 neutroni. Se Z = 7 si tratta di 147N ovvero di un isotopo dell'azoto che ha 7 neutroni e 14-7 = 7 neutroni.
Massa atomica
Una proprietà strettamente correlata al numero di massa di un atomo è la sua massa atomica. La massa atomica di un singolo atomo è semplicemente la sua massa totale ed è tipicamente espressa in unità di massa atomica o a.m.u.
La maggior parte degli elementi chimici si presenta come una miscela di due o più isotopi: conviene allora, per precisare la costituzione isotopica di un elemento, introdurre la cosiddetta abbondanza isotopica relativa, definita, per ogni isotopo, come la percentuale in massa con cui esso è presente nell'elemento. E' possibile calcolare la massa atomica, spesso indicata come peso atomico, di un elemento a partire dalla usa abbondanza isotopica.
