Prvky se rozlišují podle počtu protonů v jejich jádře. Například vodík má ve svém jádře jeden proton, zatímco zlato má 79. Protony mají kladný náboj a váží jednu jednotku atomové hmotnosti. Jádra také obvykle obsahují neutrony, které váží zhruba stejně jako protony, ale nemají žádný náboj.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Dva atomy, které obsahují stejný počet protonů, ale odlišný počet neutronů, jsou izotopy stejného prvku. Jejich masy jsou různé, ale chemicky reagují stejně.
Číslo atomové hmotnosti
Izotopy obvykle nemají speciální názvy, s výjimkou deuteria a tritia, které jsou izotopy vodíku. Místo toho jsou izotopy jednoduše označeny podle čísla atomové hmotnosti. Toto číslo odpovídá hmotnosti jádra prvku. Protože protony a neutrony mají zhruba stejnou hmotnost, je číslo atomové hmotnosti jednoduše součtem protonů a neutronů v jádře. Celý uhlík má šest protonů, ale různé izotopy mají různý počet neutronů. Uhlík-12 je nejběžnější se šesti neutrony, ale uhlík-13 a uhlík-14 - se sedmi a osmi neutrony - se také vyskytují přirozeně.
Chemie
Kladné a záporné náboje přitahují. Aby byl atom nebo molekula stabilní, musí mít nulový čistý náboj, což znamená, že kladné a záporné náboje se navzájem ruší. Počet kladně nabitých protonů v jádru určuje počet záporně nabitých elektronů, které obíhají kolem jádra. Chemické reakce jsou řízeny interakcí mezi kladnými a zápornými náboji - protony a elektrony - různých atomů. Protože neutrony nejsou pozitivní ani negativní, neovlivňují chemické reakce. Jinými slovy, různé izotopy se nechovají jinak během chemických reakcí nebo při tvorbě sloučenin. Rozlišují se pouze podle hmotnosti.
Průměrná izotopová hmotnost
Periodická tabulka uvádí atomové hmotnosti každého prvku. Toto číslo je obvykle desetinné místo spíše než celé číslo. Není tomu tak proto, že jednotlivý atom vodíku váží 1,0079 atomových hmotnostních jednotek - neutrony a protony váží vždy jednu atomovou hmotnostní jednotku, takže jakýkoli daný atom má celočíselnou hodnotu hmotnosti. Číslo uvedené v periodické tabulce je váženým průměrem přirozeně se vyskytujících izotopů prvku. Téměř veškerý vodík má pouze jeden proton a žádné neutrony, ale malé procento vodíku má jeden nebo dva neutrony a nazývá se deuterium nebo tritium. Tyto těžší izotopy zkosí průměrnou hmotnost o něco vyšší.
Stabilita a výskyt izotopů
Určité kombinace protonů a neutronů jsou víceméně stabilní než jiné. Obecně lze říci, že frekvence izotopu v přírodě je určena jeho stabilitou. Nejstabilnější izotopy jsou také nejběžnější. Některé izotopy jsou nestabilní do té míry, že jsou radioaktivní, což znamená, že se časem rozpadají na nějaký jiný prvek nebo izotop a uvolňují záření jako vedlejší produkt. Například uhlík 14 a tritium jsou oba radioaktivní. Určité extrémně radioaktivní izotopy v přírodě neexistují, protože se rozpadají příliš rychle, ale jiné, jako je uhlík-14, se rozpadají pomalu a vyskytují se přirozeně.