Ядра атомов состоят из протонов и нейтронов, связанных между собой ядерными силами. Эти силы действуют на малых расстояниях (10-15 м) и являются особыми силами (не гравитационного и не электрического происхождения). Протон имеет положительный заряд равный по величине заряду электрона и массу 1,67·10-27 кг., нейтрон заряда не имеет. Его масса 1,68·10-27 кг, то есть несколько больше массы протона. Эти частицы называются нуклонами.
Обычно массу ядер и элементарных частиц выражают в атомных единицах массы (а.е.м.). 1 а.е.м. = 1,66·10-27 кг.
Заряд ядра равен атомному номеру элемента и, следовательно, числу протонов
. (177)
Масса ядра равна сумме масс протонов и нейтронов, входящих в ядро и определяет массовое число атома
или . (178)
Отсюда число нейтронов в ядре
. (179)
Итак массовое число А и атомный номер Z позволяют определить число протонов и нейтронов в ядре. Например, ядро атома гелия 24Не - состоит из двух протонов и двух нейтронов.