Số nguyên tử là số lượng proton trong hạt nhân của một nguyên tử, theo MJ Farabee, tác giả của Hóa học 1: Nguyên tử và Phân tử. Số lượng proton xác định danh tính của một nguyên tố, và nó quyết định có bao nhiêu electron bao quanh hạt nhân. Chính sự sắp xếp của các electron này quyết định hầu hết các hoạt động hóa học của một nguyên tố.
Trong bảng tuần hoàn được sắp xếp theo thứ tự tăng dần số hiệu nguyên tử, các nguyên tố có tính chất hóa học tương tự nhau tự nhiên xếp vào cùng một cột hoặc cùng một nhóm. Ví dụ, tất cả các nguyên tố trong Nhóm 1A là kim loại tương đối mềm, phản ứng mạnh với nước và tạo thành từ 1+ điện tích; Tất cả các nguyên tố trong nhóm 8A đều là chất khí không hoạt động ở nhiệt độ thường. Nói cách khác, tính chất của các nguyên tố hóa học có sự lặp lại tuần hoàn với khối lượng tăng dần.
Trong bảng tuần hoàn ban đầu do Dimitri Mendeleev công bố năm 1869, các nguyên tố được sắp xếp theo khối lượng nguyên tử tăng dần. Vào thời điểm đó, hạt nhân vẫn chưa được khám phá, và không có sự hiểu biết nào về cấu trúc bên trong của nguyên tử; do đó, khối lượng nguyên tử là hướng dẫn duy nhất để sử dụng. Khi cấu trúc của hạt nhân đã được hiểu rõ, chúng ta sẽ thấy rõ rằng số nguyên tử chi phối tính chất của các nguyên tố.
