Visi elementai yra izotopai. Nors visi tam tikro elemento atomai turi tą patį atomų skaičių (protonų skaičių), tačiau atomo svoris (protonų ir neutronų skaičius kartu) skiriasi. Terminas „izotopas“ reiškia šį atomo svorio svyravimą - du atomai, turintys vienodą protonų skaičių ir skirtingą neutronų skaičių, yra du to paties elemento izotopai.
Atominis skaičius
Protonai yra teigiamai įkrautos dalelės atomo branduolyje. Atomas, kaip visuma, turi neutralų krūvį, todėl kiekvieną teigiamai įkrautą protoną subalansuoja neigiamai įkrauta dalelė. Šios neigiamos dalelės - elektronai - skrieja už branduolio ribų. Orbitinė elektronų konfigūracija lemia, kaip atomas reaguos ir prisijungs prie kitų atomų, suteikdamas kiekvienam elementui specifines chemines ir fizines savybes. Kiekvienas elementas turi unikalų atominį skaičių, atspausdintą virš cheminės santrumpos periodinėje lentelėje.
Atominis svoris
Neutronai yra subatominės dalelės, kurios neturi jokio krūvio, todėl neutronų skaičius atomo branduolyje neturi įtakos elektronų skaičiui ar jų orbitos konfigūracijai. Du atomai su tuo pačiu protonų skaičiumi ir skirtingu neutronų skaičiumi turės tas pačias fizines ir chemines savybes, bet skirtingą atominę masę. Šie du atomai yra skirtingi to paties elemento izotopai. Pavyzdžiui, labiausiai paplitęs vandenilio izotopas yra H-1, tai reiškia, kad atomas turi vieną protoną ir neturi neutronų, tačiau egzistuoja ir H-2 ir H-3 izotopai, atitinkamai turintys vieną ir du neutronus. Periodinėje lentelėje pateikiama elemento vidutinė atominė masė po elemento cheminiu simboliu.
Radioaktyvieji izotopai
Sunkesni atomo izotopai dažnai būna nestabilūs ir laikui bėgant suskaidomi į lengvesnius. Šis atominis skilimas išskiria energiją alfa, beta ir gama spinduliuotės pavidalu. Pavyzdžiui, vandenilis-3 yra radioaktyvus ir suskaidomas į vandenilį-2. Visi elementai turi radioaktyvių izotopų, kurie skyla įvairiu greičiu. Skilimo greitis matuojamas pusinės eliminacijos periodais - kiek laiko pusė tam tikro elemento mėginyje esančių radioaktyviųjų izotopų suyra į lengvesnius izotopus. Vandenilio-3 pusinės eliminacijos laikas yra 12,32 metų.
Naudojimas radioaktyviesiems izotopams
Tyrėjai ir medicinos specialistai plačiai naudoja radioaktyviuosius izotopus. Matuodami natūraliai susidarančio radioaktyviojo izotopo anglies-14 kiekį, archeologai ir paleontologai gali nustatyti apytikslį fosilijos ar dirbinio amžių. Gydytojai izotopus jodas-131 ir baris-137 naudoja kaip radioaktyvūs žymekliai širdies sutrikimams, smegenų navikams ir kitoms anomalijoms nustatyti, o kobaltas-60 yra radiacijos šaltinis, kuris sustabdo vėžinių navikų vystymąsi.
