Unsur kimia
Jumlah proton dalam inti atom juga menentukan muatan listrik, yang pada gilirannya menentukan jumlah elektron atom tersebut dalam kondisi tak terionisasi. Elektron menempati orbital atom yang menentukan beragam sifat kimia atom. Jumlah neutron dalam inti atom biasanya berpengaruh sangat kecil pada sifat unsur kimia (kecuali dalam kasus hidrogen dan deuterium). Oleh karena itu, seluruh isotop karbon memiliki sifat kimia yang hampir identik karena kesemuanya memiliki enam proton dan enam elektron, meskipun atom karbon dapat mempunyai, misalnya, 6 atau 8 neutron. Inilah dasar pemikiran penentuan karakteristik unsur kimia menggunakan nomor atom, dan bukannya nomor massa atau massa atom.
Periode tabel periodik
Periode tabel periodik adalah satu baris horizontal pada tabel periodik. Dalam tabel periodik, unsur-unsur diatur dalam serangkaian baris (atau periode) sehingga mereka yang memiliki sifat-sifat serupa muncul dalam satu kolom. Unsur-unsur pada periode yang sama memiliki jumlah kulit elektron yang sama; dengan masing-masing perpotongan golongan di sepanjang periode, unsur memiliki satu tambahan proton dan elektron dan berkurang sifat logamnya. Pengaturan ini mencerminkan keberulangan sifat yang sama secara periodik seiring dengan kenaikan nomor atom. Misalnya, logam alkali terletak pada satu golongan (golongan 1) dan berbagi sifat yang mirip, seperti reaktivitas yang tinggi dan kecenderungan untuk kehilangan satu elektron agar sesuai dengan konfigurasi elektron gas mulia. Tabel periodik memiliki total 118 unsur.
Mekanika kuantum modern menjelaskan tren periodik sifat-sifat dalam hal kulit elektron. Seiring dengan kenaikan nomor atom, kulit elektron terisi dengan elektron dengan urutan seperti ditunjukkan di sebelah kanan. Mengisi setiap kulit sesuai dengan baris dalam tabel.