Элементы различаются по количеству протонов в их ядрах. Например, у водорода в ядре один протон, а у золота 79. Протоны имеют положительный заряд и весят одну атомную единицу массы. Ядра также обычно содержат нейтроны, которые примерно равны по весу протонам, но не имеют заряда.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Два атома, которые содержат одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов, являются изотопами одного и того же элемента. Их массы разные, но химически они реагируют одинаково.
Атомно-массовое число
Изотопам обычно не дают специальных названий, за исключением дейтерия и трития, которые являются изотопами водорода. Вместо этого изотопы просто маркируются в соответствии с их атомным массовым числом. Это число относится к массе ядра элемента. Поскольку протоны и нейтроны имеют примерно одинаковый вес, атомное массовое число - это просто сумма протонов и нейтронов в ядре. У всего углерода шесть протонов, но разные изотопы имеют разное количество нейтронов. Углерод-12 является наиболее распространенным с шестью нейтронами, но углерод-13 и углерод-14 - с семью и восемью нейтронами соответственно - также встречаются в природе.
Химия
Положительные и отрицательные заряды притягиваются. Чтобы атом или молекула были стабильными, они должны иметь нулевой чистый заряд, что означает, что положительный и отрицательный заряды нейтрализуют друг друга. Количество положительно заряженных протонов в ядре определяет количество отрицательно заряженных электронов, вращающихся вокруг ядра. Химические реакции вызываются взаимодействием положительных и отрицательных зарядов - протонов и электронов - разных атомов. Поскольку нейтроны не являются положительными или отрицательными, они не влияют на химические реакции. Другими словами, разные изотопы не ведут себя по-разному во время химических реакций или при образовании соединений. Их различают только по весу.
Средняя изотопная масса
В периодической таблице перечислены атомные массы каждого элемента. Обычно это десятичное число, а не целое. Это не потому, что отдельный атом водорода весит 1,0079 атомных единиц массы - нейтроны и протоны весят по одной атомной единице массы, поэтому для любого данного атома масса целочисленного значения. Число, указанное в периодической таблице, представляет собой средневзвешенное значение встречающихся в природе изотопов элемента. Почти весь водород имеет только один протон и не имеет нейтронов, но небольшой процент водорода имеет один или два нейтрона и называется дейтерием или тритием. Эти более тяжелые изотопы немного увеличивают средний вес.
Изотопная стабильность и встречаемость
Некоторые комбинации протонов и нейтронов более или менее стабильны, чем другие. Вообще говоря, частота изотопа в природе определяется его стабильностью. Самые стабильные изотопы также являются наиболее распространенными. Некоторые изотопы нестабильны до уровня радиоактивности, то есть со временем они распадаются на какой-либо другой элемент или изотоп и выделяют радиацию в качестве побочного продукта. Например, углерод-14 и тритий радиоактивны. Некоторые чрезвычайно радиоактивные изотопы не существуют в природе, потому что они распадаются слишком быстро, но другие, такие как углерод-14, распадаются медленно и возникают естественным образом.