원자 번호(原子番号, atomic number)는 원자의 고유한 특성을 나타내는 중요한 물리적 수치로, 주기율표에서 원소를 정렬하는 기준이 된다. 원자 번호는 해당 원자의 원자핵 내에 있는 양성자의 수를 의미하며, 이는 원소의 화학적 성질과 재료의 물리적 성질에 결정적인 영향을 미친다. 각 원소는 서로 다른 원자 번호를 가지며, 이는 주기율표상에서 원소를 구분하는 기본적인 요소로 작용한다.

원자 번호는 자연의 기본적인 법칙에 따라 원소의 성질을 결정짓는 데 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 수소의 원자 번호는 1로, 이는 수소 원자의 원자핵에 양성자가 하나 있다는 것을 의미한다. 반면, 헬륨은 원자 번호 2를 가지며, 두 개의 양성자를 포함하고 있다. 이러한 차별점은 원소의 화학 반응성 및 결합 방식에 큰 영향을 미치며, 동일한 그룹에 속하는 원소들은 유사한 화학적 성질을 지닌다.

원자 번호가 곧 구분된 원소의 성질을 나타내는 것 외에도, 원자 번호는 원소의 동위원소를 구분하는 데에도 사용되곤 한다. 동위원소는 동일한 원소의 원자 번호를 가지지만, 중성자의 수가 달라져 질량이 다른 원소들이다. 예를 들어, 탄소(C)는 원자 번호 6으로 정해져 있지만, 탄소-12(C-12)와 탄소-14(C-14)와 같은 두 개의 동위원소가 존재하며, 이들은 각각 6개의 중성자와 8개의 중성자를 가지고 있다.

원자 번호는 과학 및 산업 분야에서도 매우 중요한 개념이다. 이를 통해 원소의 주기적 성질을 이해하고, 원소 간의 상호작용과 결합 원리를 연구할 수 있다. 전자기기, 신소재 개발, 약학 등 여러 분야에서 원자 번호를 바탕으로 한 연구와 응용이 이뤄지며, 이는 과학의 발전에 기여하고 있다. 원자 번호에 대한 이해는 화학, 물리학, 생물학 등의 다양한 학문적 영역에서 필수적인 지식으로 작용한다.