原子的原子序為其裡面的核電荷是誰發現的？
亨利·莫塞萊
化學元素指自然界中一百多種基本的金屬和非金屬物質，同一種化學元素是由相同的原子組成，也就是其原子中的每一核子具有同樣數量的質子，用一般的化學方法不能使之分解，並且能構成一切物質。一些常見元素的例子有氫、氮和碳。到2012年為止，總共有118種元素被發現，其中地球上有94種。原子序數大於82的元素沒有穩定的同位素，會進行放射衰變。另外，第43和第61種元素沒有穩定的同位素，會進行衰變。可是，即使是原子序數大於94，沒有穩定原子核的元素，有些仍存在在自然界中，如鈾、釷、鈽等天然放射性核素。所有化學物質都包含元素，即任何物質都包含元素，隨著人工的核反應，會發現更多的新元素。1923年，國際原子量委員會作出決定：化學元素是根據原子核電荷的多少對原子進行分類的一種方法，把核電荷數相同的一類原子稱為一種元素。
原子序數是一個原子核內質子的數量，也決定元素的性質。擁有同一原子序數的原子屬於同一化學元素。例如所有的碳原子的原子核都有六個質子，因此碳的原子序數是6。碳原子可能會有不同個數的中子，這些就是碳的同位素。原子核中質子的個數決定了原子核的電荷，因此也決定了原子在電中性時的電子個數。電子會填入其原子軌域中，決定原子各種的化學性質。中子的個數對於原子的化學性質影響不大。例如所有的碳原子因為有六個質子及六個電子，即使其中子可能有六個或是八個，其化學特性幾乎相同。因此在化學上，是由原子序數來識別一化學元素的特性，而不是用其質量數。一般原子序數會寫在元素符號的左下方，但因為一個元素的原子序數是確定的，因此這個值很少會這樣寫出來。
分子是一種構成物質的粒子，呈電中性、由兩個或多個原子組成，原子之間因共價鍵而鍵結。能夠單獨存在、保持物質的化學性質；由分子組成的物質叫分子化合物。一個分子是由多個原子在共價鍵中通過共用電子連接一起而形成。它可以由相同的化學元素構成，如氧氣分子O2；也可以由不同的元素構成，如水分子H2O。若原子之間由非共價鍵的化學鍵所結合，一般不會視為是單一分子。在不同的領域中，分子的定義也會有一點差異：在熱力學中，構成物質的分子、原子、離子等在熱力學上的表現性質都是一樣的，因此，都統稱為分子；在氣體動力論中，分子是指任何構成氣體的粒子，此定義下，單原子的惰性氣體也可視為是分子。而在量子物理、有機化學及生物化學中，多原子的離子也可以視為是一個分子。分子可根據其構成原子的數量分為單原子分子，雙原子分子等。在氣體中，氫分子、氮分子、氧分子、氟分子和氯分子的原子數是2；固體元素中，黃磷原子數是4，硫的是8。所以，氬是單原子的分子，氧氣是雙原子的，臭氧則是三原子的。許多常見的有機物質都是由分子所組成的，海洋和大氣中大部份也是分子。但地球上主要的固體物質，包括地函、地殼及地核中雖也是由化學鍵鍵結，但不是由分子所構成。在離子晶體及共價晶體有反覆出現的晶體結構，但也無法找到分子。固態金屬是用金屬鍵鍵結，也有其晶體結構，但也不是由分子組成。玻璃中的原子之間依化學鍵鍵結，但是既沒有分子的存在，其中也沒有類似晶體反覆出現的晶體結構。
直到20世紀初，元素被定義為不能被分解成更簡單的物質。換句話說，一種化學元素不能轉化成其他化學元素。1913年，亨利·莫塞萊發現原子中的核電荷是原子的原子序，介定了目前原子的基礎定義。1919年，有72個已知的元素。1955年，為了紀念門捷列夫，於是把第101種發現的元素命名為鍆。現今，共發現了118種元素，參見元素週期表。有十種物質，人類在史前時代就已熟悉，後來確認是元素：分別是碳、銅、金、鐵、鉛、汞、銀、硫、錫及鋅。在西元1500年前又發現了其他元素的物質，分別是砷、銻及鉍。在1750年之前又發現硫、鈷及鉑。大部份存在在自然界的元素在1900年都已發現。