Liczba atomowa a własności pierwiastka. Masy atomowe
Rzut oka na tabl. 17, w której pierwiastki uszeregowane są w kolejności wzrastających liczb atomowych, pozwala stwierdzić, że niższe powłoki elektronowe mają jednakową budowę u wszystkich pierwiastków posiadających dostateczną liczbę ogólną elektronów. Im większa jest liczba atomowa pierwiastka (im większy ładunek jądra), tym silniej powłoki te są z jądrem związane.
Natomiast liczba elektronów na poziomach najwyższych i sposób podziału ich na poszczególne podpoziomy zmienia się okresowo. Taki sam układ elektronów spotyka się początkowo co 8 pierwiastków, potem co 18, w końcu co 32 (por. np. budowę najwyższego poziomu elektronowego w atomach azotu (1. at. 7), fosforu (15), arsenu (33), antymonu (51) i bizmutu (83)). Wynika stąd, że własności pierwiastków związane z jądrem atomowym oraz głębszymi warstwami elektronowymi powinny zmieniać się w sposób jednoznaczny w kolejności wzrastających liczb atomowych. Własności zaś zależne od budowy zewnętrznych powłok elektronowych powtarzać się będą w sposób okresowy. Do ważniejszych własności pierwszej grupy należą: masa atomowa, ciepło właściwe, emisja promieniowania krótkofalowego do własności grupy drugiej: widma nadfioletowe, widzialne i podczerwone, a przede wszystkim — własności chemiczne pierwiastków. .
Zależność masy atomowej pierwiastka od jego liczby atomowej nie może być ujęta ścisłym wzorem matematycznym. Znane są bowiem liczne przypadki istnienia atomów tego samego pierwiastka o nieco różnych masach (tzw. izotopy, § 105) oraz atomów różnych pierwiastków o jednakowej masie (izobary). Na ogół jednak masa atomowa rośnie wraz ze wzrostem liczby atomowej. Znajduje to uzasadnienie we współczesnych teoriach budowy jąder atomowych {§ 113). Uszeregowanie pierwiastków w kolejności wzrastających mas atomowych jest więc (z paru nielicznymi wyjątkami) takie same jak w kolejności liczb atomowych. Dawniej, gdy atomy uważano za niepodzielne i gdy wszystkim atomom tego samego pierwiastka przypisywano jednakową masę, przyjmowano właśnie masę atomową albo, jak wówczas mówiono, ciężar atomowy za podstawową cechę pierwiastków, Wcześnie też czyniono próby powiązania własności chemicznych pierwiastków z ich ciężarem atomowym.