Elementen differentieras beroende på antalet protoner i deras kärna. Vätgas har till exempel en proton i sin kärna, medan guld har 79. Protoner har en positiv laddning och väger en atommassanhet. Kärnor innehåller vanligtvis neutroner, som väger ungefär samma som protoner men har ingen kostnad.

TL; DR (för länge, läste inte)

Två atomer som innehåller samma antal protoner men olika antal neutroner är isotoper av samma element. Deras massor är annorlunda, men de reagerar på samma sätt kemiskt.

Atommassnummer

Isotoper ges vanligtvis inte specialnamn, med undantag av deuterium och tritium, som är väteisotoper. Istället märks isotoper enkelt enligt deras atommassanummer. Detta tal avser massan av elementets kärna. Eftersom protoner och neutroner har ungefär samma vikt är atommassanummeret helt enkelt summan av protonerna och neutronerna i kärnan. Allt kol har sex protoner, men olika isotoper har olika antal neutroner. Carbon-12 är den vanligaste, med sex neutroner, men kol-13 och kol-14 - med respektive sju och åtta neutroner - förekommer också naturligt.

Kemi

Positiva och negativa laddningar locka till sig. För att en atom eller molekyl ska vara stabil måste den ha en nettobelastning på noll, vilket innebär att de positiva och negativa laddningarna avbryter varandra. Antalet positivt laddade protoner i kärnan bestämmer antalet negativt laddade elektroner som kretsar kärnan. Kemiska reaktioner drivs av interaktionen mellan de positiva och negativa laddningarna - protonerna och elektronerna - av olika atomer. Eftersom neutroner inte är positiva eller negativa påverkar de inte kemiska reaktioner. Med andra ord uppför sig olika isotoper inte något annorlunda under kemiska reaktioner eller vid bildning av föreningar. De skiljer sig endast efter vikt.

Genomsnittlig isotopmassa

Det periodiska tabellen listar atommassorna för varje element. Vanligtvis är detta tal ett decimal snarare än ett heltal. Detta beror inte på att en enskild väteatom väger 1,0079 atommassanheter - neutroner och protoner väger en atommassanhet, så varje given atom har ett heltalvärde för massa. Numret som anges i det periodiska tabellen är ett vägt genomsnitt av de naturligt förekommande isotoperna hos ett element. Nästan alla väten har bara en proton och inga neutroner, men en liten andel väte har en eller två neutroner och kallas deuterium eller tritium. Dessa tyngre isotoper skrålar genomsnittsvikten något högre.

Isotopstabilitet och förekomst

Vissa kombinationer av protoner och neutroner är mer eller mindre stabila än andra. I allmänhet bestäms frekvensen av en isotop i naturen av dess stabilitet. De mest stabila isotoperna är också de vanligaste. Vissa isotoper är instabila till punkten att de är radioaktiva, vilket innebär att de sönderfallet över tiden till något annat element eller isotop och släpper ut strålning som en biprodukt. Carbon-14 och tritium är till exempel båda radioaktiva. Vissa extremt radioaktiva isotoper existerar inte i naturen eftersom de förfallit för snabbt, men andra, till exempel kol-14, sönderfall långsamt och förekommer naturligt.