Yllä on paljon yksinkertaistettu kuva atomista. Atomin keskellä on hyvin pieni ydin, jossa on sekä positiivisesti varautuneita protoneja että varauksettomia neutroneja. Atomin ydintä kiertää negatiivisesti varautunut elektroni. Elektronin ja protonin varaukset ovat vastakkaiset, mutta yhtä suuret.
Alkuaineen atomeilla on aina sama määrä protoneja. Atomin järjestysluku kertoo kuinka paljon ytimessä on protoneja ja koska protonien määrä on aina sama alkuaineen atomeille, kertoo järjestysluku mikä alkuaine on kyseessä. Järjestyslukua merkitään kirjaimella Z.
Atomin ytimen massa voi kuitenkin vaihdella, koska neutroneja voi ytimessä olla eri määrä. Ytimen massaluku kertoo protonien ja neutronien yhteenlasketun määrän ytimessä ja siksi sen avulla voidaan eri isotoopit erottaa toisistaan. Ytimen massalukua merkitään kirjaimella A.
Alkuaineen isotoopit ovat atomeja, joilla on sama määrä protoneja, mutta eri määrä neutroneja. Atomin isotooppi merkitään alla olevan esimerkin, jossa X on kyseessä oleva ydin, mukaisesti:
Isotooppimerkintä voidaan ilmoittaa myös seuraavasti X-A. Toisin sanoen esimerkiksi hiilen raskaampi isotooppi, jolla on 7 neutronia ja omaa siten massaluvun A = 13, merkitään seuraavasti: C-13.
Isotooppien kemialliset ominaisuudet eivät yleensä eroa toisistaan.
Suhteellinen atomimassayksikön massaksi on sovittu 1/12-osa hiili-12-isotoopin massasta. Hiili-12-atomin massa on 1,99269*10-26 kg, mistä saadaan atomimassayksikön massaksi 1/12*1,99269*10-26 kg = 1,661*10-27 kg. Atomimassayksikköä lyhennetään kirjaimella u.
Atomimassayksikkö = u = 1,661*10-27 kg
Alkuaineiden isotoopeilla on eri runsaudet luonnossa, joten yleensä alkuaineelle ilmoitetaan suhteellinen atomimassa. Tämä tarkoittaa sitä, että massaa laskettaessa on otettu huomioon eri isotooppien massat suhteessa niiden runsauteen. Suhteellista atomimassaa merkitään Ar.