Elementen worden onderscheiden op basis van het aantal protonen in hun kern. Waterstof heeft bijvoorbeeld één proton in zijn kern, terwijl goud 79 heeft. Protonen hebben een positieve lading en wegen één atomaire massa-eenheid. Kernen bevatten meestal ook neutronen, die ongeveer hetzelfde zijn als protonen, maar geen lading hebben.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Twee atomen die hetzelfde aantal bevatten protonen maar verschillende aantallen neutronen zijn isotopen van hetzelfde element. Hun massa's zijn verschillend, maar ze reageren chemisch op dezelfde manier.

Aantal atomaire massa's

Isotopen krijgen meestal geen speciale namen, met uitzondering van deuterium en tritium, die waterstofisotopen zijn. In plaats daarvan worden isotopen eenvoudigweg gelabeld op basis van hun atoomgewicht. Dit getal verwijst naar de massa van de kern van het element. Omdat protonen en neutronen ruwweg hetzelfde gewicht hebben, is het atomaire massagetal eenvoudigweg de som van de protonen en neutronen in de kern. Alle koolstof heeft zes protonen, maar verschillende isotopen hebben verschillende aantallen neutronen. Koolstof-12 is de meest voorkomende, met zes neutronen, maar koolstof-13 en koolstof-14 - met respectievelijk zeven en acht neutronen - komen ook van nature voor.

Chemie

Positieve en negatieve ladingen aantrekken. Om een ​​atoom of molecuul stabiel te houden, moet het een netto lading van nul hebben, wat betekent dat de positieve en negatieve ladingen elkaar opheffen. Het aantal positief geladen protonen in de kern bepaalt het aantal negatief geladen elektronen dat in de kern rondwaart. Chemische reacties worden aangedreven door de interactie tussen de positieve en negatieve ladingen - de protonen en elektronen - van verschillende atomen. Omdat neutronen niet positief of negatief zijn, beïnvloeden ze geen chemische reacties. Met andere woorden, verschillende isotopen gedragen zich niet anders tijdens chemische reacties of bij het vormen van verbindingen. Ze onderscheiden zich alleen in gewicht.

Gemiddelde isotopische massa

Het periodiek systeem geeft de atomaire massa van elk element weer. Meestal is dit nummer een decimaal in plaats van een geheel getal. Dit komt niet omdat een individueel waterstofatoom 1.0079 atomaire massaeenheden weegt - neutronen en protonen wegen elk een atomaire massa-eenheid, dus heeft elk gegeven atoom een ​​geheel getal voor massa. Het nummer in het periodiek systeem is een gewogen gemiddelde van de van nature voorkomende isotopen van een element. Bijna alle waterstof heeft slechts één proton en geen neutronen, maar een klein percentage waterstof heeft één of twee neutronen en wordt deuterium of tritium genoemd. Deze zwaardere isotopen scheef het gemiddelde gewicht iets hoger.

Isotoopstabiliteit en voorkomen

Bepaalde combinaties van protonen en neutronen zijn min of meer stabiel dan andere. Over het algemeen wordt de frequentie van een isotoop in de natuur bepaald door de stabiliteit. De meest stabiele isotopen zijn ook de meest voorkomende. Bepaalde isotopen zijn onstabiel tot het punt van radioactief zijn, wat betekent dat ze na verloop van tijd vervallen tot een ander element of isotoop en straling als bijproduct afgeven. Koolstof-14 en tritium, bijvoorbeeld, zijn beide radioactief. Bepaalde extreem radioactieve isotopen bestaan ​​niet in de natuur omdat ze te snel vergaan, maar andere, zoals koolstof-14, vervallen langzaam en komen van nature voor.