三、原子核的组成
1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从氮原子核中打出了一种新的粒子（图）。
根据这种粒子在电场和磁场中的偏转，测出了它的质量和电荷量，原来它就是氢原子核，叫作质子（proton），用p表示。以后，人们用同样的方法从氟、钠、铝等原子核中都打出了质子，由此断定，质子是原子核的组成部分。
质子带正电荷，电荷量与一个电子的电荷量相等。质子的质量为
mp＝1.672621898×10⁻²⁷kg
☞[what]原子核是只由质子组成的吗？如果原子核中只有质子，那么，任何一种原子核的质量与电荷量之比，都应该等于质子的质量与电荷量之比。但事实是这样的吗？
实际情况并非如此。绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的相应比值。卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着另一种粒子，它的质量与质子相同，但是不带电，他把这种粒子叫作中子（neutron）。1932年，卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想（图）。
中子不带电，用n表示。中子的质量是
mn＝1.674927471×10⁻²⁷kg
它与质子的质量非常接近，只比质子质量约大千分之一。质子和中子除了是否带电的差异以及质量上的微小差别外，其余性质十分相似，而且，都是原子核的组成成分，所以统称为核子（nucleon）。
由于中子不带电，原子核所带的电荷等于核内质子电荷的总和。所以，原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫作原子核的电荷数，用Z表示。原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子与中子的质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫作原子核的质量数，用A表示。
原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数，而原子核的质量数就是核内的核子数。原子核常用符号ᴬᴢX表示（图），
X为元素符号，A表示核的质量数，Z表示核的电荷数（即原子序数）。
☞原子核的电荷数不是它所带的电荷量，质量数也不是它的质量。
例如，氢原子核可以表示为¹₁H，有时也用它表示质子。
氦原子核可以表示为⁴₂He，它有2个质子和2个中子，所以电荷数是2，质量数是4。又如，²³⁸₉₂U代表一种轴核，它的质量数为238，电荷数为92，即核内有92个质子、146个中子。
元素的性质与原子核外的电子有密切的关系。同种元素的原子，质子数相同，核外电子数也相同，它们就会具有相同的化学性质。但是，它们的中子数可能不同。这些具有相同质子数而中子数不同的原子核组成的元素，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素（isotope）。
氢有三种同位素，分别叫作氕（也就是通常说的氢）、氘（也叫重氢）、氚（也叫超重氢），符号分别是¹₁H、²₁H、³₁H（图）。
