Lenuméro atomique d'unatome, d'unnucléide ou plus généralement d'unélément chimique, est son nombre deprotons. On le représente généralement par la lettreZ[a].
Un atome est constitué d'unnoyau, agglomération compacte de protons (p+) et deneutrons (n0), autour duquel circulent desélectrons (e−). Dans un atome électriquement neutre, le nombre des électrons est aussi égal au numéro atomique[b].
À l'origine, le numéro atomique déterminait la position d'unélément chimique dans letableau périodique. QuandDmitri Mendeleïev ordonna les corps chimiques connus en fonction de leurs propriétés, il s'aperçut que le classement dans l'ordre strict demasse atomique pouvait conduire à des situations illogiques : par exemple, l'iode et letellure doivent être inversés par rapport à leur masse atomique. Ce classement selon les propriétés chimiques déterminait le numéro atomique, approximativement proportionnel à la masse de l'atome, mais comme le prouvent les quelques inversions relevées, représentatif d'autres propriétés que la masse.
Ces anomalies entre les classements par numéro atomique et parmasse atomique ont été finalement expliquées par les travaux d'Henry Moseley en 1913, qui a mis en évidence une corrélation stricte entre le spectre de diffraction desrayons X des éléments et leur emplacement dans le tableau périodique. Il a été montré par la suite que le numéro atomique correspond à la charge électrique dunoyau (c’est-à-dire à son nombre deprotons). C'est bien la charge qui détermine les propriétés d'un élément, et non sa masse.
Le numéro atomique est corrélé aunombre de masse (même s'ils ne doivent pas être confondus, de même que le nombre de masse ne doit pas être confondu avec lamasse atomique), puisque le nombre de masse correspond à la somme du nombre deprotons et du nombre deneutrons dans le noyau d'unatome. Le nombre de masse est fréquemment mentionné après le nom de l'élément : on parle par exemple de « carbone 14 » (utilisé par exemple pourdater des objets d'origine organique enarchéologie) pour faire la distinction avec le carbone « 12 » (sonisotope le plus courant dans la nature).
