Az elemeket a magjukban lévő protonok száma szerint különböztetjük meg. Például a hidrogén magjában egy proton van, míg az aranyban 79 van. A protonok pozitív töltéssel rendelkeznek és egy atomi tömegegységet mérnek. Az atommagok általában tartalmaznak neutronokat is, amelyek nagyjából megegyeznek a protonokkal, de nincs töltésük.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Két atom, amely ugyanannyi protont tartalmaz, de különböző számú neutron, ugyanazon elem izotópjai. Tömegük különbözik, de kémiailag ugyanúgy reagálnak.
Atomtömeg
Az izotópok általában nem kapnak külön nevet, a deutérium és a trícium kivételével, amelyek hidrogén izotópok. Ehelyett az izotópokat egyszerűen atomtömegük szerint jelöljük. Ez a szám az elem magjának tömegére vonatkozik. Mivel a protonok és a neutronok nagyjából azonos tömegűek, az atomi tömegszám egyszerűen a magban lévő protonok és neutronok összege. Az összes szénnek hat protonja van, de a különböző izotópok eltérő neutronszámúak. A szén-12 a legelterjedtebb, hat neutron található, de a szén-13 és a szén-14 - hét, illetve nyolc neutronnal - szintén természetes módon fordulnak elő.
Kémia
Pozitív és negatív töltések vonzanak. Ahhoz, hogy egy atom vagy molekula stabil legyen, nettó töltésének nullának kell lennie, ami azt jelenti, hogy a pozitív és a negatív töltés megsemmisíti egymást. A pozitív töltésű protonok száma a magban határozza meg a mag körül keringő negatív töltésű elektronok számát. A kémiai reakciókat a pozitív és negatív töltések - a különböző atomok protonjai és elektronjai - kölcsönhatása vezérli. Mivel a neutronok nem pozitívak vagy negatívak, nem befolyásolják a kémiai reakciókat. Más szavakkal, a különböző izotópok nem viselkednek másképp kémiai reakciók vagy vegyületek képződése során. Csak a súlyuk különbözteti meg őket.
Átlagos izotóp tömeg
A periódusos rendszer felsorolja az egyes elemek atomtömegét. Ez a szám általában tizedes, nem pedig egész szám. Ez nem azért van, mert az egyes hidrogénatomok 1,0079 atomtömeg-súlyúak - a neutronok és a protonok egy-egy atomtömeg-egységet mérnek, tehát bármely adott atomnak egész számértéke van. A periódusos rendszerben felsorolt szám az elem természetesen előforduló izotópjainak súlyozott átlaga. Szinte az összes hidrogénnek csak egy protonja van, és nincs neutronja, de a hidrogén kis százalékában egy vagy két neutron található, és deutériumnak vagy tríciumnak hívják. Ezek a nehezebb izotópok kissé magasabbra torzítják az átlagos súlyt.
Izotóp stabilitása és előfordulása
A protonok és a neutronok bizonyos kombinációi többé-kevésbé stabilak, mint mások. Általánosságban elmondható, hogy az izotóp gyakoriságát a természetben a stabilitása határozza meg. A legstabilabb izotópok szintén a leggyakoribbak. Bizonyos izotópok instabilak a radioaktivitásig, vagyis idővel valamilyen más elemmé vagy izotóppá bomlanak, és melléktermékként sugárzást bocsátanak ki. Például a szén-14 és a trícium egyaránt radioaktív. Bizonyos rendkívül radioaktív izotópok nem léteznek a természetben, mert túl gyorsan bomlanak, de mások, például a szén-14, lassan bomlanak le, és természetesen előfordulnak.