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すべての元素は同位体です。特定の元素のすべての原子は同じ原子番号（陽子の数）を持っていますが、原子量（陽子と中性子の合計数）は異なります。 「同位体」という用語は、この原子量の変動を指します。同じ数の陽子と異なる数の中性子を持つ2つの原子は、同じ元素の2つの同位体です。
原子番号
陽子は、原子核内の正に帯電した粒子です。原子は全体として中性の電荷を持っているため、それぞれの正に帯電した陽子は負に帯電した粒子によってバランスが取られます。これらの負の粒子-電子-は核の外側を周回します。電子の軌道配置は、原子が他の原子とどのように反応して結合するかを決定し、各要素に特定の化学的および物理的特性を与えます。各元素には、周期表の化学略語の上に一意の原子番号が付けられています。
原子量
中性子は電荷を持たない亜原子粒子であるため、原子核内の中性子の数は電子の数や軌道の構成に影響しません。同じ数の陽子と異なる数の中性子を持つ2つの原子は、物理的および化学的性質は同じですが、原子量は異なります。これらの2つの原子は、同じ元素の異なる同位体です。たとえば、水素の最も一般的な同位体はH-1です。これは、原子に1つの陽子があり、中性子がないことを意味しますが、H-1およびH-3の同位体も存在します。周期表は、元素の化学記号の下の元素の平均原子量を示します。
放射性同位体
原子のより重い同位体はしばしば不安定であり、時間とともにより軽い同位体に分解されます。この原子崩壊は、アルファ線、ベータ線、ガンマ線の形でエネルギーを放出します。たとえば、水素3は放射性であり、水素2に分解されます。すべての元素には、さまざまな速度で崩壊する放射性同位体が含まれています。減衰率は半減期で測定されます-所定の元素のサンプル中の放射性同位体の半分がより軽い同位体に崩壊するのにかかる時間。水素3の半減期は12.32年です。
放射性同位体の使用
研究者と医療専門家は、放射性同位体を広く利用しています。天然に存在する放射性同位体炭素14の量を測定することにより、考古学者と古生物学者は、化石または人工物のおおよその年齢を判断できます。医師は、放射性トレーサーとしてヨウ素131とバリウム137を使用して心臓の問題、脳腫瘍、その他の異常を検出し、コバルト60は放射線源として癌性腫瘍の発生を停止します。