各元素には固有の数の陽子があり、原子番号と周期表での位置で示されます。 陽子に加えて、水素を除くすべての元素の原子核には、陽子と同じ質量を持つ電気的に中性の粒子である中性子も含まれています。 特定の元素の核内の陽子の数は決して変化しないか、別の元素になります。 ただし、中性子の数は変わる可能性があります。 特定の元素の核内の中性子数の各変動は、その元素の異なる同位体です。
同位体の表記方法
「アイソトープ」という言葉はギリシャ語から来ています isos （等しい）と トポス （場所）。これは、元素の同位体が、原子量が異なっていても、周期表の同じ場所を占めることを意味します。 原子核内の陽子の数に等しい原子番号とは異なり、原子量はすべての陽子と中性子の質量です。
同位体を表す1つの方法は、元素の記号の後に、その核内の核子の総数を示す数字を書くことです。 たとえば、炭素の1つの同位体は、その核内に6つの陽子と6つの中性子を持っているため、C-12と表すことができます。 別の同位体であるC-14には、2つの余分な中性子があります。
同位体を示す別の方法は、要素の記号の前に下付き文字と上付き文字を使用することです。 この方法を使用すると、炭素12を次のように表すことになります。 126Cおよび炭素14として 146C。 下付き文字は原子番号で、上付き文字は原子量です。
平均原子量
自然界で発生するすべての元素には複数の同位体形態があり、科学者は実験室でさらに多くの元素を合成することに成功しました。 全部で、安定元素の275の同位体と、約800の放射性同位体があります。 同位体ごとに原子量が異なるため、周期表の各元素に記載されている原子量は次のようになります。 で発生する各同位体の合計パーセンテージで重み付けされたすべての同位体の質量の平均 自然。
たとえば、最も基本的な形では、水素原子核は単一の陽子で構成されていますが、2つの天然同位体である重水素（21H）、1つの陽子とトリチウム（31H）、2つあります。 陽子を含まない形態が群を抜いて豊富であるため、水素の平均原子量は1と大差ありません。 1.008です。
同位体と放射能
原子は、原子核内の陽子と中性子の数が等しいときに最も安定します。 多くの場合、中性子を追加してもこの安定性は損なわれませんが、2つ以上追加すると、核子をまとめる結合エネルギーが核子を保持するのに十分な強度を持たない場合があります。 原子は余分な中性子を放出し、それらとともに一定量のエネルギーを放出します。 このプロセスは放射能です。
原子番号が83を超えるすべての元素は、核子の数が多いため放射性です。 原子が中性子を失ってより安定した構成に戻っても、その化学的性質は変化しません。 ただし、より重い元素の中には、より安定した構成を実現するためにプロトンを放出するものもあります。 原子が陽子を失うと別の元素に変化するため、このプロセスは核変換です。 この場合、変化する原子は親同位体であり、放射性崩壊後に残った原子は娘同位体です。 核変換の例は、ウラン238のトリウム234への崩壊です。