Varje element i det periodiska tabellen har ett unikt antal positivt laddade protoner i kärnan, men antalet neutroner, som inte tar ut, kan variera. Atomer av ett element med olika antal neutroner är isotoper av det elementet. Alla utom 20 element har mer än en naturligt förekommande isotop, och vissa element har många. Tenn (Sn), med 10 naturliga isotoper, är vinnaren i denna kategori. Neutroner har samma massa som protoner, så olika isotoper har olika atommassor, och atomvikten för ett element som anges i det periodiska tabellen är ett medelvärde av varje isotop multiplicerad med dess överflöd.

Atomvikten = Σ ( atommassa x relativ överflöd)

Det är möjligt att matematiskt beräkna fraktioner för att bestå av två isotoper baserat på atommassorna i isotoperna, men du behöver labtekniker för element med mer än två.

TL; DR (för länge, läste inte)

Om ett element har två isotoper, kan du hitta sina bråkdelar genom att använda matematik. I annat fall behöver du en masspektrometer.

Beräkning av relativa överflöd av två isotoper

Tänk på ett element med två isotoper av massor m _{1 och m 2. Deras fraktionella överflöd måste vara lika med 1, så om överflödet av den första är x, är överflödigheten av den andra 1 - x. Det betyder att}

Atomvikt = m _{1x + m 2 (1 - x).}

Förenkling och lösning för x:

x = (Atomic vikt - m _{2) ÷ (m 1 - m 2)}

Mängden x är isotopens fraktionerad mängd med massa m _{1.
< h2> Provberäkning}

Klor har två naturligt förekommande isotoper: ^{35Cl, med en massa av 34,9689 amu (atommassanheter) och 37Cl med en massa av 36,9659 amu. Om atomvikt av klor är 35,46 amu, vad är den fraktionella överflödet av varje isotop?}

Låt x vara den fraktionerade överflödigheten av ^{35Cl. Enligt ovanstående ekvation får vi: (35.46 - 36,9659) ÷ (34,9689 - 36,9659) = 0,5911 /1,997 = -1,5059 /-1,997 = 0,756}

Den fraktionerade överflödigheten av ^{35Cl är 0,756 och den för 37Cl är 0,244.
< h2> Mer än två isotoper}

Forskare bestämmer relativa överflöd av element med mer än två isotoper i laboratoriet med hjälp av en teknik som kallas masspektrometri. De förångar ett prov som innehåller elementet och bombar det med högeffekt elektroner. Detta laddar partiklarna, vilka styrs genom ett magnetfält som avböjer dem. De tyngre isotoperna blir avböjda mer än de lättare. Spektrometern mäter mass-till-laddningsförhållandet för varje isotop som detekterar såväl som mäter antalet av varje och visar dessa som en serie linjer, som kallas ett spektrum. Spektrumet är som ett stapeldiagram som visar förhållandet mellan massa och laddning mot relativ överflöd.