Gli isotopi differiscono l'uno dall'altro nel numero di neutroni che possiedono. A causa del loro numero diverso di neutroni, gli isotopi differiscono anche nei loro numeri di massa, il numero totale di protoni e neutroni.
I neutroni non hanno carica, ma contribuiscono alla massa di un atomo, circa la stessa massa che un protone contribuisce. Questa differenza nel numero di neutroni conferisce diverse proprietà fisiche agli isotopi. Molti degli elementi trovati in natura comprendono una miscela di diversi isotopi.
Gli isotopi degli elementi più stabili sono quelli con quantità approssimativamente uguali di protoni e neutroni. Se il numero di neutroni è troppo basso o troppo alto, l'isotopo diventa instabile. Questi isotopi instabili alla fine decadono in elementi più leggeri. Qualsiasi isotopo di elementi più pesanti dell'elemento bismuto è instabile e radioattivo.
Uno speciale isotopo del carbonio chiamato carbonio-14 ha un uso speciale nella scienza. Tutte le forme di vita contengono carbonio. I decadimenti di carbonio-14 a una velocità prevedibile, così gli scienziati possono misurare quanti vecchi organismi morti sono basati sulla percentuale di carbonio-14 rimasta nei loro corpi. Gli isotopi sono utilizzati in campo medico, controllo dei parassiti, agricoltura e rilevatori di fumo, afferma il Dipartimento di Chimica della Duke University.
Gli isotopi radioattivi sono chiamati nuclidi. Alcuni nuclidi presenti quando esiste ancora il sistema solare circa 5 miliardi di anni fa, come affermato dall'Università dell'Arizona; questi nuclidi includono il potassio-40, il rubidio-87 e l'uranio-238.
