Gọi A, Z lần lượt là số khối và số proton của hai nguyên tử X và Y. Theo đề bài, ta có:

A(X) + A(Y) = 54
Z(X) + Z(Y) = A(X) - N(X)(1)
Z(X) - Z(Y) = 4 (2)
Z(X) + Z(Y) < A(X) (3)

Trong đó, N(X) là số neutron của nguyên tử X, và từ (1) suy ra:

N(Y) = A(Y) - Z(Y)

Thay (2) và (3) vào (1), ta được:

A(X) + A(Y) = 54
2Z(X) = A(X) + 4
2Z(Y) = A(Y) - 4
2Z(X) < A(X)

Từ hai phương trình thứ hai và thứ ba, ta có A(X) - A(Y) = 8, và kết hợp với phương trình đầu tiên, ta được:

A(X) = 31, A(Y) = 23

Thay vào (2), ta được Z(X) = 17, Z(Y) = 13.

Vậy, nguyên tử Y có số khối là 23, số proton là 13, và số neutron là 10.