Gli elementi sono differenziati secondo il numero di protoni nel loro nucleo. Idrogeno, ad esempio, ha un protone nel nucleo, mentre l'oro ha 79. Protoni hanno un positivo carica e pesare una unità di massa atomica. I nuclei contengono anche solitamente neutroni, che pesano all'incirca lo stesso come protoni, ma non hanno alcun costo. Due atomi che contengono lo stesso numero di protoni, ma diverso numero di neutroni sono isotopi dello stesso elemento. Le masse sono diverse, ma lo stesso reagiscono in modo chimicamente.
Numero di massa atomica
Isotopi di solito non sono dato nomi speciali, con l'eccezione di deuterio e trizio, che sono isotopi dell'idrogeno. Invece, gli isotopi sono semplicemente etichettati secondo il loro numero di massa atomica. Questo numero si riferisce alla massa del nucleo dell'elemento. Perché protoni e neutroni hanno all'incirca lo stesso peso, il numero di massa atomica è semplicemente la somma dei protoni e dei neutroni nel nucleo. Tutto il carbonio ha sei protoni, ma diversi isotopi hanno un diverso numero di neutroni. Carbonio-12 è il più comune, con sei neutroni, ma carbonio-13 ed il carbonio-14---con sette e otto neutroni, rispettivamente---anche accadere naturalmente.
Chimica
Cariche positive e negative si attraggono. Per un atomo o una molecola stabile, deve avere una carica netta pari a zero, significa che le cariche positive e negative annullano a vicenda. Il numero di protoni positivamente caricati nel nucleo determina il numero di elettroni negativamente caricati che orbitano attorno al nucleo. Le reazioni chimiche sono guidate dall'interazione tra le cariche positive e negative---i protoni ed elettroni---di diversi atomi. Perché i neutroni non sono positivi o negativi, essi non influenzano le reazioni chimiche. In altre parole, diversi isotopi non comportano in modo diverso durante le reazioni chimiche o quando formando composti. Essi stai distinguono solo di peso.
Massa isotopica media
La tavola periodica elenca le masse atomiche di ogni elemento. Di solito, questo numero è un numero decimale, piuttosto che un numero intero. Questo non è perché un singolo atomo di idrogeno pesa 1,0079 unità di massa atomica---neutroni ed i protoni pesano una unità di massa atomica, quindi qualsiasi dato atomo ha un valore di numero intero per la massa. Il numero indicato nella tavola periodica è una media ponderata degli isotopi di un elemento naturale. Quasi tutti l'idrogeno ha un solo protone e nessun neutroni, ma una piccola percentuale di idrogeno ha uno o due neutroni e viene chiamata deuterio o trizio. Questi isotopi più pesanti inclinare il peso medio leggermente superiore.
Occorrenza e stabilità dell'isotopo
Alcune combinazioni di protoni e neutroni sono più o meno stabile rispetto ad altri. In linea generale, la frequenza di un isotopo in natura è determinata dalla sua stabilità. Gli isotopi più stabili sono anche i più comuni. Alcuni isotopi sono instabili al punto di essere radioattivo, significato che decadono nel tempo in alcuni altre radiazione elemento o isotopo e rilascio come sottoprodotto. Il carbonio-14 e trizio, ad esempio, sono entrambi radioattivi. Alcuni isotopi radioattivi estremamente non esistano in natura perché decadono troppo in fretta, ma altri, come il carbonio-14, decadono lentamente e presenti in natura.