Elementi se razlikujejo glede na število protonov v njihovem jedru. Vodik ima na primer v svojem jedru en proton, medtem ko ima zlato 79. Protoni imajo pozitiven naboj in tehtajo eno enoto atomske mase. Jedra običajno vsebujejo tudi nevtrone, ki tehtajo približno enako kot protoni, vendar nimajo naboja.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Dva atoma, ki vsebujeta enako število protonov, a različno število nevtronov, sta izotopa istega elementa. Njihove mase so sicer različne, vendar kemično reagirajo enako.
Število atomske mase
Izotopi običajno ne dobijo posebnih imen, z izjemo devterija in tricija, ki sta vodikova izotopa. Namesto tega so izotopi preprosto označeni glede na njihovo atomsko masno število. To število se nanaša na maso jedra elementa. Ker imajo protoni in nevtroni približno enako težo, je atomsko masno število preprosto vsota protonov in nevtronov v jedru. Ves ogljik ima šest protonov, različni izotopi pa imajo različno število nevtronov. Ogljik-12 je najpogostejši s šestimi nevtroni, vendar se naravno pojavljata tudi ogljik-13 in ogljik-14 - s sedmimi in osmimi nevtroni.
Kemija
Pozitivni in negativni naboji se privlačijo. Da sta atom ali molekula stabilna, mora imeti neto naboj nič, kar pomeni, da se pozitivni in negativni naboj medsebojno izničita. Število pozitivno nabitih protonov v jedru določa število negativno nabitih elektronov, ki krožijo okoli jedra. Kemijske reakcije so posledica interakcije med pozitivnimi in negativnimi naboji - protoni in elektroni - različnih atomov. Ker nevtroni niso pozitivni ali negativni, ne vplivajo na kemijske reakcije. Z drugimi besedami, različni izotopi se med kemičnimi reakcijami ali pri tvorbi spojin ne obnašajo drugače. Odlikuje jih le teža.
Povprečna masa izotopov
Periodična tabela navaja atomske mase vsakega elementa. Običajno je to število decimalno in ne celo število. To ni zato, ker posamezen atom vodika tehta 1.0079 atomskih masnih enot - nevtroni in protoni tehtajo eno atomsko masno enoto, zato ima kateri koli atom celo masno vrednost. Številka, navedena v periodnem sistemu, je tehtano povprečje naravnih izotopov elementa. Skoraj ves vodik ima samo en proton in nima nevtronov, majhen odstotek vodika pa ima enega ali dva nevtrona in se imenuje devterij ali tritij. Ti težji izotopi nagibajo povprečno težo nekoliko višje.
Stabilnost in pojav izotopov
Določene kombinacije protonov in nevtronov so bolj ali manj stabilne kot druge. Na splošno je pogostost izotopa v naravi odvisna od njegove stabilnosti. Najbolj pogosti so tudi najbolj stabilni izotopi. Nekateri izotopi so nestabilni do te mere, da so radioaktivni, kar pomeni, da sčasoma razpadejo v kakšen drug element ali izotop in sproščajo sevanje kot stranski produkt. Na primer ogljik-14 in tritij sta radioaktivna. Nekateri izredno radioaktivni izotopi v naravi ne obstajajo, ker prehitro propadajo, drugi, na primer ogljik-14, pa propadajo počasi in se pojavljajo naravno.