Mỗi nguyên tố có một tập hợp các tính chất hóa học cụ thể là kết quả của số lượng electron có trong nguyên tử trung tính, đó là Z (số nguyên tử). Cấu hình của các electron này tuân theo các nguyên tắc của cơ học lượng tử. Số lượng electron trong vỏ electron của mỗi nguyên tố, đặc biệt là vỏ hóa trị ngoài cùng, là yếu tố chính trong việc xác định hành vi liên kết hóa học của nó. Do đó, chỉ riêng số nguyên tử mới xác định tính chất hóa học của một nguyên tố; và chính vì lý do này mà một nguyên tố có thể được định nghĩa là: "Tập hợp các nguyên tử có cùng số hiệu nguyên tử hay số đơn vị điện tích hạt nhân".