Elk element in het periodiek systeem heeft een uniek aantal positief geladen protonen in zijn kern, maar het aantal neutronen, zonder lading, kan variëren. Atomen van een element met verschillende aantallen neutronen zijn isotopen van dat element. Alle elementen behalve 20 hebben meer dan één natuurlijk voorkomende isotoop, en sommige elementen hebben er veel. Tin (Sn), met 10 natuurlijke isotopen, is de winnaar in deze categorie. Neutronen hebben dezelfde massa als protonen, dus verschillende isotopen hebben verschillende atoommassa's en het atoomgewicht van een element in het periodiek systeem is een gemiddelde van elke isotoop vermenigvuldigd met zijn overvloed.

Atoomgewicht = Σ ( atoommassa x relatieve abundantie)

Het is mogelijk om wiskundige grootheden te berekenen voor elementen met twee isotopen op basis van de atoommassa's van de isotopen, maar je hebt labtechnieken nodig voor elementen met meer dan twee.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Als een element twee isotopen heeft, kunt u hun fractionele abundanties vinden met wiskunde. Anders hebt u een massaspectrometer nodig.

Relatieve overvloedigheden van twee isotopen berekenen

Beschouw een element met twee isotopen van de massa's m _{1 en m 2. Hun fractionele overvloed moet toevoegen aan gelijk 1, dus als de abundantie van de eerste x is, is de overvloed van de tweede 1 - x. Dit betekent}

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

Vereenvoudigen en oplossen voor x:

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

De hoeveelheid x is de fractionele abundantie van de isotoop met massa m _{1.
< h2> Monsterberekening}

Chloor heeft twee van nature voorkomende isotopen: ^{35Cl, met een massa van 34.9689 amu (atomaire massa-eenheden) en 37Cl, met een massa van 36.9659 amu. Als het atoomgewicht van chloor 35,46 amu is, wat zijn dan de fractionele abundanties van elke isotoop?}

Laat x de fractionele abundantie van ^{35Cl zijn. Volgens de vergelijking hierboven, krijgen we als we de massa van 35Cl m _{1 en die van 37Cl worden m 2:}}

x = (35.46 - 36.9659) ÷ (34.9689 - 36.9659) = 0.5911 /1.997 = -1.5059 /-1.997 = 0.756 resultaten

De fractionele abundantie van ^{35Cl is 0.756 en die van 37Cl is 0.244.
< h2> Meer dan twee isotopen}

Wetenschappers bepalen relatieve abundanties van elementen met meer dan twee isotopen in het laboratorium met behulp van een techniek die massaspectrometrie wordt genoemd. Ze verdampen een monster dat het element bevat en bombarderen het met hoogenergetische elektronen. Dit laadt de deeltjes op, die ze worden gericht door een magnetisch veld dat ze afbuigt. De zwaardere isotopen worden meer afgebogen dan de lichtere. De spectrometer meet de massa-tot-lading-verhouding van elke isotoop die wordt gedetecteerd, evenals het meten van de aantallen van elk en deze weer te geven als een reeks lijnen, een spectrum genoemd. Het spectrum is als een staafgrafiek die de massa-tot-lading-verhouding weergeeft tegen relatieve overvloed.