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同种元素的质子数相同，而中子数可能不同，相同元素的不同核素的质量数不同。相同种元素的相对原子质量只有一个数值。近似的相对原子质量也能用质子数+中子数的和来计算。
原子量最早是由英国科学家道尔顿提出来的。他说“同一种元素的原子有相同的重量(weight)，不同元素的原子有不同的重量。”因此atomic weight在中文里翻译成了“原子量”。但是当时由于重量和质量(mass)是相同的概念，因此虽然实际中获得的都是原子的相对质量，但仍然称作原子量。
1803年，道尔顿用氢的原子量为1作为相对原子量的基准。
1826年，永斯·贝采利乌斯改为氧原子量的1/100为基准;1860年，J.-S.斯塔建议用氧原子量的 1/16 为基准，沿用了很长时间。
1929年，W.F.吉奥克和H.L.江斯登发现天然氧中存在着O、O、O三种同位素，它们在自然界的分布不完全均匀，因此用天然氧作为原子量基准就欠妥。后来物理学界改用O的1/16作为原子量基准，化学界还沿用原来的基准，从此原子量出现两种标度，1940年国际原子量委员会确定以1.000275作为两种标度的换算因子：物理原子量=1.000275×化学原子量。存在两种标度必然经常引起混乱。