ایزوتوپ ها اتم هایی با تعداد پروتون یکسان، اما تعداد نوترون های متفاوت هستند. به عبارت دیگر، ایزوتوپ ها وزن اتمی متفاوتی دارند. ایزوتوپ ها اشکال مختلف یک عنصر واحد هستند.
275 ایزوتوپ از 81 عنصر پایدار وجود دارد. بیش از 800 ایزوتوپ رادیواکتیو وجود دارد که برخی از آنها طبیعی و برخی مصنوعی هستند. هر عنصر در جدول تناوبی دارای چندین ایزوتوپ است. خواص شیمیایی ایزوتوپ های یک عنصر تقریباً یکسان است. استثنا می تواند ایزوتوپ های هیدروژن باشد زیرا تعداد نوترون ها تأثیر مهمی بر اندازه هسته هیدروژن دارد. خواص فیزیکی ایزوتوپ ها با یکدیگر متفاوت است زیرا این خواص اغلب به جرم بستگی دارد.
به استثنای هیدروژن، فراوان ترین ایزوتوپ های عناصر طبیعی دارای همان تعداد پروتون و نوترون هستند. فراوان ترین شکل هیدروژن پروتیوم است که دارای یک پروتون و بدون نوترون است.
عدد جرمی یک ایزوتوپ تعداد کل پروتون ها و نوترون های یک هسته اتمی است.
چند راه متداول برای نشان دادن ایزوتوپ ها وجود دارد:
1. عدد جرمی یک عنصر را بعد از نام یا نماد عنصر آن فهرست کنید. به عنوان مثال، ایزوتوپی با 6 پروتون و 6 نوترون کربن-12 یا C-12 است. ایزوتوپی با 6 پروتون و 7 نوترون کربن-13 یا C-16 است. توجه داشته باشید که تعداد جرم دو ایزوتوپ ممکن است یکسان باشد، حتی اگر آنها عناصر متفاوتی باشند. به عنوان مثال، شما می توانید کربن 14 و نیتروژن 14 داشته باشید.
2. عدد جرمی ممکن است در سمت چپ بالای نماد عنصر داده شود. به عنوان مثال، ایزوتوپ های هیدروژن ممکن است 1 H، 2 H، و 3 H نوشته شوند.
کربن 12 و کربن 14 ایزوتوپ های کربن هستند، یکی با 6 نوترون و دیگری با 8 نوترون (هر دو با 6 پروتون). کربن-12 یک ایزوتوپ پایدار است، در حالی که کربن-14 یک ایزوتوپ رادیواکتیو است.
اورانیوم-235 و اورانیوم-238 به طور طبیعی در پوسته زمین وجود دارند. هر دو نیمه عمر طولانی دارند. اورانیوم 234 به عنوان یک محصول پوسیدگی تشکیل می شود.
هیدروژن سه ایزوتوپ دارد.
هنگامی که رادیو ایزوتوپ ها تحت واپاشی رادیواکتیو قرار می گیرند، ایزوتوپ اولیه ممکن است با ایزوتوپ به دست آمده متفاوت باشد. ایزوتوپ اولیه ایزوتوپ والد نامیده می شود، در حالی که اتم های تولید شده توسط واکنش ایزوتوپ های دختر نامیده می شوند. ممکن است بیش از یک نوع ایزوتوپ دختر ایجاد شود.
به عنوان مثال، هنگامی که U-238 به Th-234 تجزیه می شود، اتم اورانیوم ایزوتوپ های اصلی است، در حالی که اتم توریم ایزوتوپ دختر است.
ایزوتوپ های پایدار دارای ترکیب پروتون-نوترون پایدار هستند و هیچ نشانه ای از فروپاشی نشان نمی دهند. این پایداری از تعداد نوترون های موجود در یک اتم ناشی می شود. اگر یک اتم دارای نوترون های خیلی زیاد یا خیلی کم باشد، ناپایدار است و تمایل به متلاشی شدن دارد. از آنجایی که ایزوتوپ‌های پایدار تجزیه نمی‌شوند، تشعشع یا خطرات سلامت مرتبط با آن تولید نمی‌کنند.
ایزوتوپ های رادیواکتیو دارای ترکیبی ناپایدار از پروتون ها و نوترون ها هستند. این ایزوتوپ ها تجزیه می شوند و تشعشعاتی را منتشر می کنند که شامل پرتوهای آلفا، بتا و گاما می شود. دانشمندان ایزوتوپ‌های رادیواکتیو را بر اساس فرآیند ایجادشان طبقه‌بندی می‌کنند: عمر طولانی، کیهان‌زایی، انسان‌زایی و پرتوزایی.
