Всички елементи са изотопи. Въпреки че всички атоми на даден елемент имат един и същ атомен номер (брой протони), атомното тегло (броят на протоните и неутроните заедно) варира. Терминът "изотоп" се отнася до тази промяна в атомното тегло - два атома с еднакъв брой протони и различен брой неутрони са два изотопа на един и същ елемент.
Атомно число
Протоните са положително заредени частици в ядрото на атома. Атомът като цяло носи неутрален заряд, така че всеки положително зареден протон е балансиран от отрицателно заредена частица. Тези отрицателни частици - електрони - се движат в орбита извън ядрото. Орбиталната конфигурация на електроните определя как атомът ще реагира и ще се свърже с други атоми, придавайки на всеки елемент своите специфични химични и физични характеристики. Всеки елемент има уникален атомен номер, отпечатан над химичното съкращение в периодичната таблица.
Атомно тегло
Неутроните са субатомни частици, които не носят заряд, така че броят на неутроните в ядрото на атома не влияе върху броя на електроните или тяхната орбитална конфигурация. Два атома с еднакъв брой протони и различен брой неутрони ще имат еднакви физични и химични свойства, но различни атомни тегла. Тези два атома са различни изотопи на един и същ елемент. Например, най-често срещаният изотоп на водорода е H-1, което означава, че атомът има един протон и няма неутрони, но съществуват и изотопи H-2 и H-3, съответно с един и два неутрона. Периодичната таблица дава средното атомно тегло на елемента под химичния символ на елемента.
Радиоактивни изотопи
По-тежките изотопи на атома често са нестабилни и с времето ще се разпаднат на по-леки изотопи. Този атомен разпад отделя енергия под формата на алфа, бета и гама лъчение. Водородът-3 например е радиоактивен и ще се разпадне на водород-2. Всички елементи имат радиоактивни изотопи, които се разпадат с различна скорост. Скоростта на разпада се измерва в периоди на полуразпад - времето, необходимо на половината от радиоактивните изотопи в проба от даден елемент да се разпаднат до по-леки изотопи. Полуживотът за водород-3 е 12,32 години.
Употреби за радиоактивни изотопи
Изследователите и медицинските специалисти широко използват радиоактивни изотопи. Измервайки количеството на естествения радиоактивен изотоп въглерод-14, археолозите и палеонтолозите могат да определят приблизителната възраст на вкаменелост или артефакт. Лекарите използват като изотопи йод-131 и барий-137 радиоактивни маркери за откриване на сърдечни проблеми, мозъчни тумори и други аномалии, а кобалт-60 служи като източник на лъчение за спиране на развитието на ракови тумори.
