Izotopy - odmiany pierwiastków chemicznych, różniące się liczbą neutronów w jądrach, a tym samym i liczbą masową. Atomy danego pierwiastka (o określonej liczbie protonów) będące różnymi izotopami różnią się liczbą masową (liczba neutronów i protonów w jądrze), różne izotopy mają niemal identyczne własności chemiczne.
Ze względu na różnicę mas atomowych izotopy mają różne niektóre własności fizyczne, przy czym różnice te są tym większe, im większy jest rozrzut ich mas względem siebie. Różnice w masach atomowych izotopów powodują, że w formie czystej mają one inną gęstość, temperaturę wrzenia, topnienia i sublimacji. Różnice te rozciągają się także na związki chemiczne o różnym składzie izotopowym.
Różnica mas izotopów powoduje też występowanie niewielkich różnic w ich reaktywności. Nie ma ona wpływu na kierunek reakcji chemicznych, w których one uczestniczą, ale wpływa na szybkość tych reakcji. Zjawisko to nazywa się efektem izotopowym i wykorzystuje się w badaniu mechanizmów reakcji chemicznych. Te niewielkie różnice w szybkości reakcji wywołują zmiany w składzie izotopowym związków chemicznych powstających w różnych reakcjach, zjawisko to wykorzystywane jest ostatnio do rozróżniania, czy węgiel zawarty w danym związku chemicznym brał udział w reakcji fotosyntezy.
Izotopy dzielą się na:
Występowanie izotopów komplikuje nieco obliczenia chemiczne (zobacz: stechiometria), powodując, że masy atomowe i co za tym idzie masy cząsteczkowe nie są liczbami całkowitymi, lecz liczbami z ułamkiem.
Izotopy nie mają oddzielnych nazw z wyjątkiem izotopów wodoru, oznacza się je symbolem pierwiastka chemicznego z liczbą masową u góry po lewej stronie, np. 208Pb.
Pierwiastki mają po kilka, a nawet kilkanaście izotopów. Np. wodór ma trzy izotopy:
| liczba atomowa | symbol | liczby masowe izotopów (w nawiasach zawartość procentowa) |
|---|---|---|
| 1 | H | 1 (99,985), 2 (0,015) |
| 2 | He | 4 (99,99987), 3 (0,00013) |
| 3 | Li | 7 (92,6), 6 (7,4) |
| 4 | Be | 9 (100), 10 (0,0002) |
| 5 | B | 11 (81,2), 10 (18,8) |
| 6 | C | 12 (98,89), 13 (1,11) |
| 7 | N | 14 (99,63), 15 (0,37) |
| 8 | O | 16 (99,759), 17 (0,037), 18 (0,204) |
| 9 | F | 19 (100) |
| 10 | Ne | 20 (90,92), 21 (0,26), 22 (8,82) |
| 11 | Na | 23 (100) |
| 12 | Mg | 24 (78,8), 25 (10,1), 26 (11,1) |
| 13 | Al | 27 (100) |
| 14 | Si | 28 (92,17), 29 (4,71), 30 (3,12) |
| 15 | P | 31 (100) |
| 16 | S | 32 (95), 33 (0,75), 34 (4,2), 36 (0,017) |
| 17 | Cl | 35 (75,53), 37 (24,47) |
| 18 | Ar | 40 (99,60), 36 (0,337), 38 (0,063) |
| 19 | K | 39 (93,2), 41 (6,8), 40a (0,0119) |
| 20 | Ca | 40 (96,9), 42 (0,64), 43 (0,14), 44 (2,1), 46 (0,0032), 48 (0,18) |
| 21 | Sc | 45 (100) |
| 22 | Ti | 48 (73,8), 46 (8,0), 47 (7,4), 49 (5,5), 50 (5,3) |
| 23 | V | 51 (99,75), 50a (0,25) |
| 24 | Cr | 52 (83,7), 50 (4,4), 53 (9,5), 54 (2,4) |
| 25 | Mn | 55 (100) |
| 26 | Fe | 56 (91,6), 54 (5,9), 57 (2,20), 58 (0,33) |
| 27 | Co | 59 (100) |
| 28 | Ni | 58 (68,0), 60 (26,2), 61 (1,1), 62 (3,7), 64 (1,0) |
| 29 | Cu | 63 (69,0), 65 (31,0) |
| 30 | Zn | 64 (48,9), 66 (27,8), 67 (4,1), 68 (18,6), 70 (0,63) |
| 31 | Ga | 69 (60,1), 71 (39,9) |
| 32 | Ge | 70 (20,5), 72 (27,4), 73 (7,8), 74 (36,5), 76 (7,8) |
| 33 | As | 75 (100) |
| 34 | Se | 74 (0,93), 76 (9,1), 77 (7,5), 78 (23,6), 80 (49,9), 82 (9,0) |
| 35 | Br | 79 (50,6), 81 (49,4) |
| 36 | Kr | 78 (0,35), 80 (2,27), 82 (11,6), 83 (11,5), 84 (57,0), 86 (17,3) |
| 37 | Rb | 85 (72,2), 87a (27,8) |
| 38 | Sr | 84 (0,55), 86 (9,8), 87 (7,0),88 (82,7) |
| 39 | Y | 89 (100) |
| 40 | Zr | 90 (51,5), 91 (11,2), 92 (17,1), 94 (17,4), 96 (2,8) |
| 41 | Nb | 93 (100) |
| 42 | Mo | 92 (15,7), 94 (9,3), 95 (15,7), 96 (16,5), 97 (9,5), 98 (23,8), 100 (9,5) |
| 43 | Tc | brak trwałych izotopów |
| 44 | Ru | 96 (5,6), 98 (1,9), 99 (12,7), 100 (12,7), 101 (17,0), 102 (31,5), 104 (18,6) |
| 45 | Rh | 103 (100) |
| 46 | Pd | 102 (1,0), 104 (11,0), 105 (22,2), 106 (27,3), 108 (26,7), 110 (11,8) |
| 47 | Ag | 107 (51,4), 109 (48,6) |
| 48 | Cd | 106 (1,22), 108 (0,88), 110 (12,4), 111 (12,8), 112 (24,0), 113 (12,3), 114 (28,8), 116 (7,6) |
| 49 | In | 113 (4,2), 115a (95,8) |
| 50 | Sn | 112 (1,02), 114 (0,69),
115 (0,38), 116 (14,3), 117 (7,6), 118 (24,1), 119 (8,5), 120 (32,5), 122 (4,8), 124 (6,1) |
| 51 | Sb | 121 (57), 123 (43) |
| 52 | Te | 120 (0,091), 122 (2,5), 123a (0,88), 124 (4,6), 125 (7,0), 126 (18,7), 128 (31,8), 130 (34,4) |
| 53 | I | 127 (100) |
| 54 | Xe | 124 (0,094), 126 (0,092), 128 (1,92), 129 (26,4), 130 (4,1), 131 (21,2), 132 (26,9),134 (10,4), 136 (8,9) |
| 55 | Cs | 133 (100) |
| 56 | Ba | 130 (0,101), 132 (0,097), 134 (2,42), 135 (6,6), 136 (7,8), 137 (11,3), 138 (71,7) |
| 57 | La | 138 (0,089), 139 (99,911) |
| 72 | Hf | 174 (0,18), 176 (5,2), 177 (18,5), 178 (27,1), 179 (13,8), 180 (35,2) |
| 73 | Ta | 180a (0,012), 181 (99,988) |
| 74 | W | 180 (0,14), 182 (26,2), 183 (14,3), 184 (30,7), 186 (28,7) |
| 75 | Re | 185 (37,1), 187a (62,9) |
| 76 | Os | 184 (0,018), 186 (1,59), 187 (1,64), 188 (13,3), 189 (16,1), 190 (26,4), 192 (41,0) |
| 77 | Ir | 191 (38,5), 193 (61,5) |
| 78 | Pt | 192 (0,78), 194 (32,8), 195 (33,7), 196 (25,4), 198 (7,2) |
| 79 | Au | 197 (100) |
| 80 | Hg | 196 (0,15), 198 (10,0), 199 (16,9), 200 (23,1), 201 (13,2),202 (29,8), 203 (29,8),204 (6,8) |
| 81 | Tl | 203 (29,5), 205 (70,5) |
| 82 | Pb | 204 (1,3), 206 (26), 207 (21), 208 (52) |
| 83 | Bi | 209 (100) |
a nuklidy nietrwałe o bardzo długim okresie półtrwania
Trwałość izotopów, reguluje szybkość reakcji chemicznych,w których dany pierwiastek jest substratem