Atome mit gleicher Ordnungszahl, aber unterschiedlichen Atommassen werden als Isotope bezeichnet. Der Massenunterschied entsteht dadurch, dass die Atome eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen für die gleiche Anzahl von Protonen enthalten.
Die Identität eines Elements wird durch die Anzahl der Protonen bestimmt, die jeder seiner Kerne enthält. Protonen sind positiv geladen und werden auf kleinem Raum zusammengehalten. Die elektrostatische Abstoßungskraft zwischen ähnlichen Ladungen ist sehr hoch, aber sie können aufgrund der Anwesenheit von Neutronen stabil bleiben. Neutronen sind neutrale subatomare Teilchen, die sich im Kern eines Atoms befinden. Die Protonen und Neutronen sind die schwersten subatomaren Teilchen und bilden die gesamte Atommasse eines Elements.
Wenn zwei Atome die gleiche Anzahl von Protonen haben, spricht man von demselben Element. Wenn sie sich jedoch in der Atommasse unterscheiden, bedeutet dies, dass die Anzahl der Neutronen in den Kernen für die beiden Atome unterschiedlich ist. Da die Anzahl der Neutronen die Elektronenkonfiguration der Atome nicht ändert, haben die beiden Atome die gleichen chemischen Eigenschaften. Sie haben jedoch unterschiedliche physikalische Eigenschaften wie Siedepunkt, Schmelzpunkt und Dichte, da ihre Atommassen unterschiedlich sind.
Um den Ähnlichkeiten in den chemischen Eigenschaften, aber den Unterschieden in den physikalischen Eigenschaften Rechnung zu tragen, werden die beiden Atome desselben Elements als Isotope dieses Elements bezeichnet. Wasserstoff hat beispielsweise zwei weitere Isotope, Deuterium und Tritium, die durch die Zugabe zusätzlicher Neutronen im Kern verursacht werden, ohne dass sich die Anzahl der Protonen oder Elektronen ändert.
