Elementai diferencijuojami pagal protonų skaičių jų branduolyje. Pavyzdžiui, vandenilio branduolyje yra vienas protonas, o aukso - 79. Protonai turi teigiamą krūvį ir sveria vieną atominės masės vienetą. Branduoliuose taip pat yra neutronų, kurie sveria maždaug tiek, kiek protonai, tačiau neturi jokio krūvio.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Du atomai, kuriuose yra vienodas protonų skaičius, bet skirtingas neutronų skaičius, yra to paties elemento izotopai. Jų masės yra skirtingos, tačiau jos chemiškai reaguoja vienodai.
Atominės masės skaičius
Izotopams paprastai nesuteikiami specialūs pavadinimai, išskyrus deuterį ir tritį, kurie yra vandenilio izotopai. Vietoj to izotopai paprasčiausiai žymimi pagal jų atominės masės skaičių. Šis skaičius nurodo elemento branduolio masę. Kadangi protonų ir neutronų svoris yra maždaug vienodas, atominės masės skaičius yra tiesiog branduolyje esančių protonų ir neutronų suma. Visa anglis turi šešis protonus, tačiau skirtingi izotopai turi skirtingą neutronų skaičių. Anglies-12 yra labiausiai paplitęs, turintis šešis neutronus, tačiau anglies-13 ir anglies-14 - atitinkamai su septyniais ir aštuoniais neutronais - taip pat yra natūraliai.
Chemija
Teigiami ir neigiami krūviai traukia. Kad atomas ar molekulė būtų stabilūs, jo grynasis krūvis turi būti lygus nuliui, o tai reiškia, kad teigiamas ir neigiamas krūvis panaikina vienas kitą. Teigiamai įkrautų protonų skaičius branduolyje lemia neigiamai įkrautų elektronų, kurie skrieja aplink branduolį, skaičių. Chemines reakcijas lemia skirtingų atomų teigiamų ir neigiamų krūvių - protonų ir elektronų - sąveika. Kadangi neutronai nėra teigiami ar neigiami, jie neturi įtakos cheminėms reakcijoms. Kitaip tariant, skirtingi izotopai neveikia skirtingai vykstant cheminėms reakcijoms ar formuojant junginius. Jie skiriasi tik pagal svorį.
Vidutinė izotopinė masė
Periodinėje lentelėje pateikiamos kiekvieno elemento atominės masės. Paprastai šis skaičius yra dešimtainis, o ne sveikas skaičius. Taip nėra todėl, kad atskiras vandenilio atomas sveria 1,0079 atominės masės vienetus - neutronai ir protonai sveria po vieną atominės masės vienetą, todėl bet kurio konkretaus atomo masės vertė yra sveika. Periodinėje lentelėje nurodytas skaičius yra svertinis natūraliai atsirandančių elemento izotopų vidurkis. Beveik visas vandenilis turi tik vieną protoną ir neturi neutronų, tačiau nedidelis procentas vandenilio turi vieną ar du neutronus ir vadinamas deuteriu arba tričiu. Šie sunkesni izotopai šiek tiek pakreipia vidutinį svorį.
Izotopų stabilumas ir buvimas
Tam tikri protonų ir neutronų deriniai yra daugiau ar mažiau stabilūs nei kiti. Paprastai tariant, izotopo dažnį gamtoje lemia jo stabilumas. Stabiliausi izotopai taip pat yra labiausiai paplitę. Kai kurie izotopai yra nestabilūs iki radioaktyvumo, vadinasi, laikui bėgant jie suyra į kurį nors kitą elementą ar izotopą ir išskiria radiaciją kaip šalutinį produktą. Pavyzdžiui, anglis-14 ir tritis yra radioaktyvūs. Tam tikrų ypač radioaktyvių izotopų gamtoje nėra, nes jie per greitai suyra, tačiau kiti, pvz., Anglies-14, genda lėtai ir vyksta natūraliai.