A partir da teoria de Rutherford já se sabia que o núcleo do átomo era formado por prótons (partículas positivas) e nêutrons (partículas neutras) e ao redor do núcleo estavam os elétrons (partículas negativas). Em vista disso foram definidas algumas expressões:
Número de prótons presentes no núcleo do átomo. O número atômico determina as propriedades químicas de um átomo e raramente sofre mudanças por fatores externos (exceção para reações nucleares e radioatividade). Por isso identifica um elemento químico.
Conjunto de átomos com mesmo número atômico (Z).
Soma de número de prótons (Z) e de nêutrons (N) presentes no núcleo (A = Z + N).
Convencionalmente o número atômico se escreve na parte inferior esquerda do símbolo do elemento químico e o número de massa na parte superior esquerda ou direita:
Quando um átomo é eletricamente neutro, o número de elétrons é igual ao número de prótons. No entanto, em determinadas condições, os átomos podem perder ou ganhar elétrons, sem modificar a constituição do núcleo. Nessa situação o átomo adquire uma carga e será chamado de íon, que pode ser positivo ou negativo.
Íon negativo quando um átomo neutro recebe elétrons.
Íon positivo quando um átomo neutro perde elétrons.
Por exemplo:
O816: esse átomo de oxigênio possui 8 prótons, 8 nêutrons e 8 elétrons.
Cl1735: esse átomo de cloro possui 17 prótons, 18 nêutrons e 17 elétrons. No entanto, esse átomo pode receber um elétron, tornando-se o ânion cloreto (Cl–). Nesse caso, os números de prótons e nêutrons permanecem o mesmo, mas o número de elétrons será diferente, ou seja, 18 elétrons.
São átomos que possuem mesmo número atômico (Z), mas números de massa (A) diferentes, ou seja, o número de prótons é igual, mas o número de nêutrons é diferente. Observa-se que como possuem mesmo número atômico são átomos de um mesmo elemento químico.
São átomos que possuem o mesmo número de massa (A) e diferentes números atômicos (Z).
São átomos que possuem mesmo número de nêutrons (N) e diferentes números atômicos (Z) e de massa (A).