Semua unsur adalah isotop. Meskipun semua atom dari unsur tertentu memiliki nomor atom (jumlah proton) yang sama, berat atom (jumlah proton dan neutron bersama-sama) bervariasi. Istilah "isotop" mengacu pada variasi berat atom ini -- dua atom dengan jumlah proton yang sama dan jumlah neutron yang berbeda adalah dua isotop dari unsur yang sama.
Nomor atom
Proton adalah partikel bermuatan positif dalam inti atom. Sebuah atom, secara keseluruhan, membawa muatan netral, sehingga setiap proton bermuatan positif diseimbangkan oleh partikel bermuatan negatif. Partikel negatif ini -- elektron -- mengorbit di luar nukleus. Konfigurasi orbital elektron menentukan bagaimana atom akan bereaksi dan berikatan dengan atom lain, memberikan setiap elemen karakteristik kimia dan fisiknya yang spesifik. Setiap unsur memiliki nomor atom unik yang tercetak di atas singkatan kimia pada tabel periodik.
Berat Atom
Neutron adalah partikel subatom yang tidak bermuatan, sehingga jumlah neutron dalam inti atom tidak mempengaruhi jumlah elektron atau konfigurasi orbitalnya. Dua atom dengan jumlah proton yang sama dan jumlah neutron yang berbeda akan memiliki sifat fisika dan kimia yang sama tetapi berat atom yang berbeda. Kedua atom ini adalah isotop berbeda dari unsur yang sama. Misalnya, isotop hidrogen yang paling umum adalah H-1, yang berarti atom memiliki satu proton dan tidak memiliki neutron, tetapi isotop H-2 dan H-3 juga ada, masing-masing dengan satu dan dua neutron. Tabel periodik memberikan berat atom rata-rata suatu unsur di bawah simbol kimia unsur tersebut.
Isotop Radioaktif
Isotop atom yang lebih berat seringkali tidak stabil dan akan terurai menjadi isotop yang lebih ringan seiring waktu. Peluruhan atom ini melepaskan energi dalam bentuk radiasi alfa, beta, dan gamma. Hidrogen-3, misalnya, bersifat radioaktif dan akan terurai menjadi hidrogen-2. Semua unsur memiliki isotop radioaktif yang meluruh dengan laju yang bervariasi. Laju peluruhan diukur dalam waktu paruh -- jumlah waktu yang diperlukan untuk setengah dari isotop radioaktif dalam sampel unsur tertentu untuk meluruh menjadi isotop yang lebih ringan. Waktu paruh untuk hidrogen-3 adalah 12,32 tahun.
Kegunaan Isotop Radioaktif
Para peneliti dan profesional medis menggunakan isotop radioaktif secara ekstensif. Dengan mengukur jumlah isotop radioaktif alami karbon-14, arkeolog dan paleontologi dapat menentukan perkiraan usia fosil atau artefak. Dokter menggunakan isotop yodium-131 dan barium-137 sebagai pelacak radioaktif untuk mendeteksi masalah jantung, tumor otak dan kelainan lainnya, dan kobalt-60 berfungsi sebagai sumber radiasi untuk menghentikan perkembangan tumor kanker.