Les atomes qui ont le même numéro atomique mais des masses atomiques différentes sont appelés isotopes. La différence de masse est due au fait que les atomes contiennent un nombre différent de neutrons pour le même nombre de protons.
L'identité d'un élément est déterminée par le nombre de protons que chacun de ses noyaux contient. Les protons sont chargés positivement et maintenus ensemble dans un petit espace. La force de répulsion électrostatique entre les charges similaires est très élevée, mais elles peuvent rester stables en raison de la présence de neutrons. Les neutrons sont des particules subatomiques neutres trouvées dans le noyau d'un atome. Les protons et les neutrons sont les particules subatomiques les plus lourdes et constituent la totalité de la masse atomique d'un élément.
Lorsque deux atomes ont le même nombre de protons, on dit qu'ils proviennent du même élément. Cependant, s'ils diffèrent par la masse atomique, cela signifie que le nombre de neutrons dans les noyaux est différent pour les deux atomes. Comme le nombre de neutrons ne modifie pas la configuration électronique des atomes, les deux atomes ont les mêmes propriétés chimiques. Cependant, ils ont des propriétés physiques différentes, telles que le point d'ébullition, le point de fusion et la densité, car leurs masses atomiques sont différentes.
Pour tenir compte des similitudes des propriétés chimiques mais de la différence des propriétés physiques, les deux atomes du même élément sont appelés isotopes de cet élément. Par exemple, l'hydrogène a deux autres isotopes, le deutérium et le tritium, causés par l'ajout de neutrons supplémentaires dans le noyau sans changement du nombre de protons ou d'électrons.
