ไอโซโทปเป็นอะตอมที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากัน แต่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน กล่าวอีกนัยหนึ่งไอโซโทปมีน้ำหนักอะตอมต่างกัน ไอโซโทปเป็นรูปแบบที่แตกต่างกันขององค์ประกอบเดียว
มีไอโซโทป 275 ไอโซโทปของธาตุที่เสถียร 81 ธาตุ มีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีมากกว่า 800 ไอโซโทป ซึ่งบางส่วนมาจากธรรมชาติและบางส่วนสังเคราะห์ ทุกองค์ประกอบในตารางธาตุมีรูปแบบไอโซโทปหลายรูปแบบ คุณสมบัติทางเคมีของไอโซโทปของธาตุเดี่ยวมีแนวโน้มเกือบเท่ากัน ข้อยกเว้นคือไอโซโทปของไฮโดรเจนเนื่องจากจำนวนนิวตรอนมีผลอย่างมากต่อขนาดของนิวเคลียสของไฮโดรเจน คุณสมบัติทางกายภาพของไอโซโทปแตกต่างกันเนื่องจากคุณสมบัติเหล่านี้มักขึ้นอยู่กับมวล
ยกเว้นไฮโดรเจน ไอโซโทปที่มีอยู่มากที่สุดของธาตุธรรมชาติมีจำนวนโปรตอนและนิวตรอนเท่ากัน ไฮโดรเจนรูปแบบที่มีมากที่สุดคือโปรเทียมซึ่งมีโปรตอนหนึ่งตัวและไม่มีนิวตรอน
เลขมวลของไอโซโทปคือจำนวนโปรตอนและนิวตรอนทั้งหมดในนิวเคลียสของอะตอม
มีสองวิธีทั่วไปในการระบุไอโซโทป:
1. ระบุเลขมวลของธาตุหลังชื่อหรือสัญลักษณ์ธาตุ ตัวอย่างเช่น ไอโซโทปที่มี 6 โปรตอนและ 6 นิวตรอนคือ Carbon-12 หรือ C-12 ไอโซโทปที่มี 6 โปรตอนและ 7 นิวตรอนคือ Carbon-13 หรือ C-16 โปรดทราบว่าจำนวนมวลของไอโซโทปสองไอโซโทปอาจเท่ากัน แม้ว่าจะเป็นองค์ประกอบที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น คุณอาจมีคาร์บอน-14 และไนโตรเจน-14
2. เลขมวลสามารถระบุได้ที่ด้านซ้ายบนของสัญลักษณ์องค์ประกอบ ตัวอย่างเช่น ไอโซโทปของไฮโดรเจนอาจเขียนได้ 1 H, 2 H และ 3 H
คาร์บอน 12 และคาร์บอน 14 เป็นไอโซโทปของคาร์บอน หนึ่งตัวมี 6 นิวตรอนและอีกตัวหนึ่งมี 8 นิวตรอน (ทั้งคู่มี 6 โปรตอน) Carbon-12 เป็นไอโซโทปที่เสถียร ในขณะที่ Carbon-14 เป็นไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี
ยูเรเนียม-235 และยูเรเนียม-238 เกิดขึ้นตามธรรมชาติในเปลือกโลก ทั้งสองมีครึ่งชีวิตยาว ยูเรเนียม-234 ก่อตัวเป็นผลิตภัณฑ์ที่ผุกร่อน
ไฮโดรเจนมีสามไอโซโทป
เมื่อไอโซโทปรังสีเกิดการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี ไอโซโทปเริ่มต้นอาจแตกต่างไปจากไอโซโทปที่เกิดขึ้น ไอโซโทปเริ่มต้นเรียกว่าไอโซโทปหลักในขณะที่อะตอมที่เกิดจากปฏิกิริยานี้เรียกว่าไอโซโทปลูกสาว อาจส่งผลให้ไอโซโทปลูกสาวมากกว่าหนึ่งประเภท
ตัวอย่างเช่น เมื่อ U-238 สลายตัวเป็น Th-234 อะตอมของยูเรเนียมคือไอโซโทปต้นกำเนิด ในขณะที่อะตอมทอเรียมคือไอโซโทปลูกสาว
ไอโซโทปที่เสถียรมีการรวมกันของโปรตอนและนิวตรอนที่เสถียรและไม่แสดงสัญญาณการสลายตัวใดๆ ความคงตัวนี้มาจากจำนวนนิวตรอนที่มีอยู่ในอะตอม ถ้าอะตอมมีนิวตรอนมากเกินไปหรือน้อยเกินไป อะตอมจะไม่เสถียรและมีแนวโน้มที่จะสลายตัว เนื่องจากไอโซโทปที่เสถียรไม่สลายตัว จึงไม่ก่อให้เกิดรังสีหรือความเสี่ยงต่อสุขภาพที่เกี่ยวข้อง
ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีมีส่วนผสมของโปรตอนและนิวตรอนที่ไม่เสถียร ไอโซโทปเหล่านี้สลายตัว ปล่อยรังสีที่มีรังสีอัลฟา เบต้า และแกมมา นักวิทยาศาสตร์จำแนกไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีตามกระบวนการสร้างของพวกมัน: อายุยืนยาว, เกิดในจักรวาล, มานุษยวิทยาและกัมมันตภาพรังสี
