Во всех атомов одного и того же химического элемента число протонов Z всегда одинаковое (и равен заряду ядра), а число нейтронов N бывает разным, поэтому масса атомов одного и того же элемента может быть различной.
Это означает, что масса, а именно заряд ядра является основной характеристикой, по которой атомы одного вида отличаются от атомов другого вида.
В ходе детального изучения атомов было выяснено, что число протонов в атомах не является произвольным, а равно порядковому номеру химического элемента в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, ведь и заряд ядра также равно порядковому номеру.
Например, порядковый номер водорода равен 1, ведь в ядре атома водорода содержится один протон и заряд его ядра равен +1. Порядковый номер кислорода 8, поскольку в ядрах атомов кислорода содержится по 8 протонов и заряд таких ядер +8.