Lihat sumber Isotop

[[File:Hydrogen Deuterium Tritium Nuclei Schmatic-en.svg|thumb|300px|Tiga [[isotop hidrogen]] yang terjadi secara alami. Fakta mengatakan bahwa setiap isotop yang memiliki satu proton akan menjadikan mereka semua varian dari [[hidrogen]]: identitas isotop diberikan oleh jumlah proton dan neutron. Dari kiri ke kanan, isotopnya adalah [[Atom hidrogen|protium]] (<sup>1</sup>H) dengan nol neutron, [[deuterium]] (<sup>2</sup>H) dengan satu neutron, dan [[tritium]] (<sup>3</sup>H) dengan dua neutron.]]

'''Isotop''' adalah dua atau lebih jenis atom yang memiliki [[nomor atom]] (jumlah proton dalam [[Inti atom|inti]] mereka) yang sama dan posisi dalam [[tabel periodik]] (dan karenanya termasuk dalam [[unsur kimia]] yang sama), dan yang berbeda dalam nomor [[nukleon]] ([[nomor massa]]) karena untuk jumlah [[neutron]] yang berbeda dalam inti mereka. Walaupun semua isotop dari unsur tertentu memiliki [[sifat kimia]] yang hampir sama, mereka memiliki massa atom dan sifat fisik yang berbeda.<ref>{{cite web | title = Isotope | publisher = Encyclopædia Britannica | url = https://www.britannica.com/science/isotope|first = Gregory F. |last = Herzog|date = 2 Juni 2020}}</ref>

Istilah isotop dibentuk dari akar kata [[Bahasa Yunani|Yunani]] ''isos'' ([[wikt:ἴσος|ἴσος]] "sama") dan ''topos'' ([[wikt:τόπος|τόπος]] "tempat"), yang berarti "tempat yang sama"; dengan demikian, makna di balik nama tersebut adalah bahwa isotop yang berbeda dari suatu unsur menempati posisi yang sama pada [[tabel periodik]].<ref>{{cite web |url=https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/soddy-lecture.pdf |title=The origins of the conceptions of isotopes |last=Soddy |first=Frederick |date=12 Desember 1922 |website=Nobelprize.org |page=393 |access-date=20 Juli 2022 |quote=Jadi unsur-unsur yang identik secara kimia - atau isotop, sebagaimana saya menyebutnya untuk pertama kalinya dalam surat ini kepada Nature, karena mereka menempati tempat yang sama dalam Tabel Periodik ...}}</ref> Istilah ini diciptakan oleh dokter dan penulis Skotlandia [[Margaret Todd]] pada tahun 1913 dalam sebuah usul kepada ahli kimia Inggris [[Frederick Soddy]].<ref>{{Cite web|title=isotope—Origin and meaning|url=https://www.etymonline.com/word/isotope|url-status=live|access-date=20 Juli 2022|website=www.etymonline.com|language=en}}</ref>

Jumlah proton dalam [[inti atom]] disebut [[nomor atom]] dan sama dengan jumlah [[elektron]] dalam atom netral (tidak terionisasi). Setiap nomor atom mengidentifikasi unsur tertentu, tetapi bukan isotopnya; sebuah atom dari unsur tertentu mungkin memiliki kisaran jumlah [[neutron]] yang luas. Jumlah [[nukleon]] (proton dan neutron) dalam inti adalah [[nomor massa]] atom, dan setiap isotop unsur tertentu memiliki nomor massa yang berbeda.

Misalnya, [[karbon-12]], [[karbon-13]], dan [[karbon-14]] adalah tiga isotop dari unsur [[karbon]] dengan nomor massa masing-masing 12, 13, dan 14. Nomor atom karbon adalah 6, yang artinya setiap atom karbon memiliki 6 proton, sehingga jumlah neutron dari isotop-isotop tersebut adalah 6, 7, dan 8, berturut-turut.

==Isotop vs. nuklida==
Nuklida adalah spesies atom dengan jumlah proton dan neutron tertentu dalam inti mereka, misalnya, karbon-13 dengan 6 proton dan 7 neutron. Konsep ''nuklida'' (mengacu pada spesies inti individu) menekankan sifat inti di atas sifat kimia, sedangkan konsep ''isotop'' (mengelompokkan semua atom dari setiap unsur) menekankan sifat kimia di atas sifat inti. Jumlah neutron memiliki efek besar pada sifat inti, tetapi pengaruhnya terhadap sifat kimia dapat diabaikan untuk sebagian besar unsur. Bahkan untuk unsur yang paling ringan, yang rasio nomor neutron terhadap nomor atomnya paling bervariasi antar isotop, biasanya hanya memiliki efek kecil meskipun dalam beberapa keadaan (untuk hidrogen, unsur paling ringan, efek isotopnya cukup besar untuk mempengaruhi biologinya dengan kuat). Istilah ''isotop'' (awalnya juga ''unsur isotop'',<ref>{{cite journal|author=Soddy, Frederick |year=1913|url=http://www.nature.com/physics/looking-back/soddy/index.html |title=Intra-atomic charge|journal=Nature|volume=92|pages=399–400|doi=10.1038/092399c0|issue=2301|bibcode = 1913Natur..92..399S |s2cid=3965303}}</ref> sekarang kadang-kadang ''nuklida isotop''<ref>{{Cite web |url=http://iupap.org/wp-content/uploads/2014/05/A4.pdf |title=IUPAP Red Book |access-date=20 Juli 2022 |archive-date=18 Maret 2015 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150318052346/http://iupap.org/wp-content/uploads/2014/05/A4.pdf |url-status=dead }}</ref>) dimaksudkan untuk menyiratkan perbandingan (seperti ''[[sinonim]]'' atau ''[[isomer]]''). Misalnya, nuklida {{nuclide|C|12}}, {{nuclide|C|13}}, {{nuclide|C|14}} merupakan isotop (nuklida dengan nomor atom yang sama tetapi nomor massa yang berbeda<ref>[http://goldbook.iupac.org/html/I/I03331.html IUPAC Gold Book]</ref>), tetapi {{nuclide|Ar|40}}, {{nuclide|K|40}}, {{nuclide|Ca|40}} merupakan [[isobar (nuklida)|isobar]] (nuklida dengan nomor massa yang sama<ref>[http://goldbook.iupac.org/html/I/I03263.html IUPAC Gold Book]</ref>). Namun, ''isotop'' merupakan istilah yang lebih tua dan lebih dikenal daripada ''nuklida'' dan kadang-kadang masih digunakan dalam konteks di mana ''nuklida'' mungkin lebih tepat, seperti [[teknologi nuklir]] dan [[kedokteran nuklir]].

==Notasi==
Sebuah isotop dan/atau nuklida ditentukan dengan nama unsur tertentu (ini menunjukkan nomor atom) diikuti dengan tanda hubung dan nomor massa (misalnya [[helium-3]], [[helium-4]], [[karbon-12]], [[karbon-14]], [[uranium-235]] dan [[uranium-239]]).<ref>[[IUPAC]] (Connelly, N. G.; Damhus, T.; Hartshorn, R. M.; and Hutton, A. T.), [http://old.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdf ''Nomenclature of Inorganic Chemistry – IUPAC Recommendations 2005''], The Royal Society of Chemistry, 2005; IUPAC (McCleverty, J. A.; and Connelly, N. G.), ''Nomenclature of Inorganic Chemistry II. Recommendations 2000'', The Royal Society of Chemistry, 2001; IUPAC (Leigh, G. J.), ''Nomenclature of Inorganic Chemistry (recommendations 1990)'', Blackwell Science, 1990; IUPAC, [http://pac.iupac.org/publications/pac/pdf/1971/pdf/2801x0001.pdf ''Nomenclature of Inorganic Chemistry, Second Edition''] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160303171046/http://pac.iupac.org/publications/pac/pdf/1971/pdf/2801x0001.pdf |date=2016-03-03 }}, 1970; mungkin di edisi pertama tahun 1958 juga</ref> Ketika [[Lambang unsur|lambang kimia]] digunakan, misalnya "C" untuk karbon, notasi standar (sekarang dikenal sebagai "notasi AZE" karena ''A'' adalah [[nomor massa]], ''Z'' adalah [[nomor atom]], dan E adalah [[Unsur kimia|unsur]]) digunakan untuk menunjukkan nomor massa (jumlah nukleon) dengan [[superskrip]] di bagian atas kiri unsur kimia dan untuk menunjukkan nomor atom dengan [[subskrip]] di kiri bawah (misalnya {{nuclide|He|3}}, {{nuclide|He|4}}, {{nuclide|C|12}}, {{nuclide|C|14}}, {{nuclide|U|235}}, dan {{nuclide|U|239}}).<ref>Notasi ini tampaknya telah diperkenalkan pada paruh kedua tahun 1930-an. Sebelumnya, berbagai macam notasi digunakan, seperti [https://books.google.com/books?id=jkMcAQAAIAAJ&q=isotope Ne(22) untuk neon-22 (1934)], [https://books.google.com/books?id=7KQOAAAAIAAJ&q=neon-22+Ne22 Ne<sup>22</sup> untuk neon-22 (1935)], atau bahkan [https://books.google.com/books?id=HD7OAAAAMAAJ&q=isotope Pb<sub>210</sub> untuk timbal-210 (1933)].</ref> Karena nomor atom diberikan oleh lambang unsur, maka biasanya hanya nomor massa saja yang dinyatakan dalam superskrip dan mengabaikan subskrip nomor atomnya (misalnya <sup>3</sup>He, <sup>4</sup>He, <sup>12</sup>C, <sup>14</sup>C, <sup>235</sup>U, dan <sup>239</sup>U). Huruf ''m'' kadang-kadang ditambahkan setelah nomor massa untuk menunjukkan [[isomer nuklir]], sebuah keadaan nuklir [[Metastabilitas|metastabil]] atau tereksitasi secara energetik (berlawanan dengan [[keadaan dasar]], yang memiliki energi terendah), misalnya {{nuclide|Tantalum|180|m}} ([[tantalum-180m]]).

Pengucapan umum untuk notasi AZE berbeda dari cara penulisannya: {{nuclide|He|4}} biasanya diucapkan sebagai helium-empat, bukan empat-dua-helium, dan {{nuclide|U|235}} sebagai uranium-dua-tiga-lima atau uranium dua-tiga-puluh-lima dan bukannya 235-92-uranium.

==Isotop radioaktif, primordial, dan stabil==
Beberapa isotop/nuklida bersifat [[Peluruhan radioaktif|radioaktif]], dan oleh karena itu mereka disebut sebagai radioisotop atau [[radionuklida]], sedangkan yang tidak pernah teramati meluruh secara radioaktif disebut sebagai isotop stabil atau [[nuklida stabil]]. Misalnya, <sup>14</sup>C adalah bentuk radioaktif dari karbon, sedangkan <sup>12</sup>C dan <sup>13</sup>C adalah isotop stabil. Ada sekitar 339 nuklida yang terjadi secara alami di Bumi,<ref name="lindsay">{{cite web|url=http://www.don-lindsay-archive.org/creation/isotope_list.html|title=Radioactives Missing From The Earth}}</ref> dan 286 di antaranya adalah [[nuklida primordial]], artinya mereka telah ada sejak [[Pembentukan dan evolusi Tata Surya|pembentukan Tata Surya]].

Nuklida primordial mencakup 34 nuklida dengan [[waktu paruh]] yang sangat panjang (lebih dari 100 juta tahun) dan 252 yang secara formal dianggap sebagai "nuklida stabil",<ref name="lindsay" /> karena mereka belum teramati meluruh. Dalam kebanyakan kasus, untuk alasan yang jelas, jika suatu unsur memiliki isotop stabil, isotop tersebut mendominasi kelimpahan unsur yang ditemukan di Bumi dan di [[Tata Surya]]. Namun, dalam kasus tiga unsur ([[telurium]], [[indium]], dan [[renium]]) isotop paling melimpah yang ditemukan di alam sebenarnya adalah satu (atau dua) radioisotop yang berumur sangat panjang dari unsur tersebut, meskipun unsur-unsur ini memiliki satu atau lebih isotop yang stabil.

Teori memprediksi bahwa banyak isotop/nuklida yang tampaknya "stabil" bersifat radioaktif, dengan waktu paruh yang sangat panjang (tidak termasuk kemungkinan [[peluruhan proton]], yang akan membuat semua nuklida pada akhirnya tidak stabil). Beberapa nuklida stabil secara teori rentan terhadap bentuk peluruhan lain yang diketahui, seperti peluruhan alfa atau peluruhan beta ganda, tetapi belum ada [[produk peluruhan]] yang teramati, sehingga isotop-isotop ini dikatakan "stabil secara pengamatan". Waktu paruh yang diprediksi untuk nuklida ini seringkali jauh melebihi perkiraan [[Umur alam semesta|usia alam semesta]], dan faktanya, ada juga 31 radionuklida yang diketahui (lihat [[nuklida primordial]]) dengan waktu paruh yang lebih lama daripada usia alam semesta.

Dengan menambahkan nuklida radioaktif yang telah dibuat secara artifisial, ada [[Daftar nuklida|3.339 nuklida yang diketahui saat ini]].<ref>{{cite web|url=http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/help/index.jsp|title=NuDat 2 Description|access-date=20 Juli 2022}}</ref> Ini termasuk 905 nuklida yang stabil atau memiliki waktu paruh lebih dari 60 menit. Lihat [[daftar nuklida]] untuk detailnya.

==Sejarah==
===Isotop radioaktif===
Keberadaan mengenai isotop pertama kali diusulkan pada tahun 1913 oleh [[Radiokimia|ahli radiokimia]] [[Frederick Soddy]], berdasarkan studi [[Deret radioaktif|rantai peluruhan]] radioaktif yang menunjukkan sekitar 40 spesies berbeda yang disebut sebagai ''unsur radio'' (yaitu unsur radioaktif) antara uranium dan timbal, meskipun tabel periodik hanya diperbolehkan untuk 11 unsur antara timbal dan uranium inklusif.<ref>Choppin, G.; Liljenzin, J. O. dan Rydberg, J.　（1995） ''Radiochemistry and Nuclear Chemistry'' (ed. ke-2) Butterworth-Heinemann, hlm. 3–5</ref><ref>Yang lain juga memperkirakan kemungkinan adanya isotop; misalnya:
* Strömholm, Daniel dan Svedberg, Theodor (1909) "Untersuchungen über die Chemie der radioactiven Grundstoffe II." (Investigasi mengenai kimia dari unsur radioaktif, bagian 2), ''Zeitschrift für anorganischen Chemie'', '''63''': 197–206; lihat khususnya di halaman 206.
* Alexander Thomas Cameron, ''Radiochemistry'' (London, Inggris: J. M. Dent & Sons, 1910), hlm. 141. (Cameron juga mengantisipasi hukum perpindahan.)</ref><ref name="ley196610">{{Cite magazine
 |last=Ley
 |first=Willy
 |date=Oktober 1966
 |title=The Delayed Discovery
 |department=For Your Information
 |url=https://archive.org/stream/Galaxy_v25n01_1966-10#page/n115/mode/2up
 |magazine=Galaxy Science Fiction
 |pages=116–127
}}</ref>

Beberapa upaya untuk memisahkan unsur-unsur radio baru ini secara kimiawi telah gagal.<ref name=Scerri>Scerri, Eric R. (2007) ''The Periodic Table'' Oxford University Press, hlm. 176–179 {{ISBN|0-19-530573-6}}</ref> Sebagai contoh, Soddy telah menunjukkan pada tahun 1910 bahwa [[Isotop radium#Daftar isotop|mesotorium]] (kemudian terbukti menjadi <sup>228</sup>Ra), [[radium]] (<sup>226</sup>Ra, isotop berumur paling panjang), dan [[Isotop radium#Daftar isotop|torium X]] (<sup>224</sup>Ra) tidak mungkin untuk dipisahkan.<ref name=Nagel /> Upaya untuk menempatkan unsur radio dalam tabel periodik membuat Soddy dan [[Kazimierz Fajans]] secara independen mengusulkan [[Hukum perpindahan radioaktif Fajans dan Soddy|hukum perpindahan radioaktif]] mereka pada tahun 1913, yang menyatakan bahwa [[peluruhan alfa]] menghasilkan sebuah unsur dua tempat ke kiri dalam tabel periodik, sedangkan emisi [[peluruhan beta]] menghasilkan sebuah unsur satu tempat ke kanan.<ref>Kasimir Fajans (1913) "Über eine Beziehung zwischen der Art einer radioaktiven Umwandlung und dem elektrochemischen Verhalten der betreffenden Radioelemente" (Pada hubungan antara jenis transformasi radioaktif dan perilaku elektrokimia dari unsur-unsur radioaktif yang relevan), ''Physikalische Zeitschrift'', '''14''': 131–136.</ref><ref>Soddy mengumumkan hukum perpindahannya di: {{cite journal|doi=10.1038/091057a0|title=The Radio-Elements and the Periodic Law|year=1913|last1=Soddy|first1=Frederick|journal=[[Nature]]|volume=91|issue=2264|pages=57–58|bibcode = 1913Natur..91...57S |s2cid=3975657|url=https://zenodo.org/record/1429562}}.</ref><ref>Soddy menguraikan hukum perpindahannya dalam: Soddy, Frederick (1913) "Radioactivity," ''Chemical Society Annual Report'', '''10''': 262–288.</ref><ref>Alexander Smith Russell (1888–1972) juga menerbitkan hukum perpindahan: Russell, Alexander S. (1913) "The periodic system and the radio-elements," ''Chemical News and Journal of Industrial Science'', '''107''': 49–52.</ref> Soddy menyadari bahwa emisi [[Partikel Alfa|partikel alfa]] diikuti oleh dua [[Partikel Beta|partikel beta]] menyebabkan pembentukan unsur kimia identik dengan unsur awal tetapi dengan massa empat unit lebih ringan dan dengan sifat radioaktif yang berbeda.

Soddy mengusulkan bahwa beberapa jenis atom (berbeda dalam sifat radioaktif) dapat menempati tempat yang sama dalam tabel periodik.{{r|ley196610}} Misalnya, peluruhan alfa dari uranium-235 akan membentuk torium-231, sedangkan peluruhan beta dari aktinium-230 akan membentuk torium-230.<ref name=Scerri /> Istilah "isotop", bahasa Yunani untuk "di tempat yang sama",{{r|ley196610}} disarankan kepada Soddy oleh [[Margaret Todd]], seorang dokter Skotlandia dan teman keluarga, selama percakapan di mana ia menjelaskan ide-idenya kepadanya.<ref name=Nagel>{{cite journal|author=Nagel, Miriam C.|title=Frederick Soddy: From Alchemy to Isotopes|url=https://archive.org/details/sim_journal-of-chemical-education_1982-09_59_9/page/739|journal=Journal of Chemical Education|year=1982|volume=59|pages=739–740|doi=10.1021/ed059p739|issue=9|bibcode = 1982JChEd..59..739N }}</ref><ref>Soddy pertama kali menggunakan kata "isotop" dalam: {{cite journal|author=Soddy, Frederick |year=1913|url=http://www.nature.com/physics/looking-back/soddy/index.html |title=Intra-atomic charge|journal=[[Nature]]|volume=92|pages=399–400|doi=10.1038/092399c0|issue=2301|bibcode = 1913Natur..92..399S |s2cid=3965303}}</ref><ref>{{cite journal|author=Fleck, Alexander |year=1957|title=Frederick Soddy|journal=Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society|volume=3|pages=203–216|quote=hlm. 208:  Hingga tahun 1913 kami menggunakan istilah 'unsur radio yang tidak dapat dipisahkan secara kimia' dan pada saat itu kata isotop diusulkan dalam diskusi di ruang tamu dengan Dr. Margaret Todd di rumah ayah mertua Soddy, Sir George Beilby.|doi=10.1098/rsbm.1957.0014|doi-access=free}}</ref><ref name="pmid16134128">{{cite journal |vauthors=Budzikiewicz H, Grigsby RD|title=Mass spectrometry and isotopes: a century of research and discussion |journal=Mass Spectrometry Reviews |volume=25 |issue=1 |pages=146–57 |year=2006 |pmid=16134128 |doi=10.1002/mas.20061|bibcode=2006MSRv...25..146B }}</ref><ref>Scerri, Eric R. (2007) ''The Periodic Table'', Oxford University Press, {{ISBN|0-19-530573-6}}, bab 6, catatan 44 (hlm. 312) mengutip Alexander Fleck, digambarkan sebagai mantan murid Soddy.</ref><ref>Dalam bukunya tahun 1893, William T. Preyer juga menggunakan kata "isotop" untuk menunjukkan kesamaan di antara unsur-unsur. Dalam [https://books.google.com/books?id=8zDsAAAAMAAJ&pg=PA9 hlm. 9] dari William T. Preyer, ''Das genetische System der chemischen Elemente'' [Sistem genetik unsur kimia] (Berlin, Jerman: R. Friedländer & Sohn, 1893): "Die ersteren habe ich der Kürze wegen isotope Elemente genannt, weil sie in jedem der sieben Stämmme der gleichen Ort, nämlich dieselbe Stuffe, einnehmen." (Untuk singkatnya, saya menamakan unsur-unsur "isotop" sebelumnya, karena mereka menempati tempat yang sama di masing-masing dari tujuh keluarga [yaitu, kolom tabel periodik], yaitu langkah yang sama [yaitu, baris tabel periodik].)</ref> Dia memenangkan [[Penghargaan Nobel Kimia|Penghargaan Nobel 1921 di bidang Kimia]] karena karyanya mengenai isotop.{{r|soddynobel}}

{{anchor|Gambar}}[[File:Discovery of neon isotopes.JPG|frame|right|Di sudut kanan bawah dari pelat fotografi [[Joseph John Thomson|J. J. Thomson]] adalah tanda terpisah untuk dua [[isotop neon]]: neon-20 dan neon-22.]]

Pada tahun 1914 [[Theodore William Richards|T. W. Richards]] menemukan variasi antara berat atom timbal dari sumber mineral yang berbeda, yang disebabkan oleh variasi komposisi isotop karena asal radioaktif yang berbeda.<ref name=Scerri /><ref name=soddynobel>[https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1921/soddy-lecture.html Asal usul mengenai konsepsi isotop] Frederick Soddy, kuliah penghargaan Nobel</ref>

===Isotop stabil===
Bukti pertama untuk beberapa isotop dari unsur stabil (nonradioaktif) ditemukan oleh [[Joseph John Thomson|J. J. Thomson]] pada tahun 1912 sebagai bagian dari eksplorasinya ke dalam komposisi [[Sinar anode|sinar kanal]] (ion positif).<ref>{{cite journal|doi=10.1080/14786440808637325|title=XIX. Further experiments on positive rays|year=1912|last1=Thomson|first1=J. J.|journal=Philosophical Magazine |series=Seri 6|volume=24|issue=140|pages=209–253|url=https://zenodo.org/record/1430842}}</ref><ref>{{cite journal|doi=10.1080/14786441008636962|url=https://archive.org/details/RaysOfPositiveElectricity|title=LXXXIII. Rays of positive electricity|year=1910|last1=Thomson|first1=J. J.|journal=Philosophical Magazine |series=Seri 6|volume=20|issue=118|pages=752–767}}</ref> Thomson menyalurkan aliran ion [[neon]] melalui medan magnet dan listrik paralel, mengukur defleksinya dengan menempatkan pelat fotografi di jalurnya, dan menghitung rasio massa terhadap muatan menggunakan metode yang kemudian dikenal sebagai metode parabola Thomson. Setiap aliran akan menciptakan tambalan bercahaya di pelat pada titik yang dipukulnya. Thomson mengamati dua tambalan cahaya parabola yang terpisah pada pelat fotografi (lihat [[#Gambar|gambar]]), yang menunjukkan dua spesies inti dengan rasio massa terhadap muatan yang berbeda.

[[Francis William Aston|F. W. Aston]] kemudian menemukan beberapa isotop stabil untuk banyak unsur menggunakan [[spektrometri massa|spektrograf massa]]. Pada tahun 1919, Aston mempelajari neon dengan [[Resolusi (spektrometri massa)|resolusi]] yang cukup untuk menunjukkan bahwa dua massa isotop sangat dekat dengan bilangan bulat 20 dan 22 dan keduanya tidak sama dengan [[massa molar]] yang diketahui (20,2) dari gas neon. Ini adalah contoh dari [[kaidah bilangan bulat]] Aston untuk massa isotop, yang menyatakan bahwa penyimpangan besar massa molar unsur dari bilangan bulat terutama disebabkan oleh fakta bahwa unsur tersebut adalah campuran dari beberapa isotop. Aston juga menunjukkan{{when|date=Juli 2022}} bahwa massa molar [[klorin]] (35,45) adalah rata-rata tertimbang dari massa hampir integral untuk dua isotop <sup>35</sup>Cl dan <sup>37</sup>Cl.<ref>[https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1922/aston-lecture.html Mass spectra and isotopes] Francis W. Aston, kuliah penghargaan Nobel 1922</ref>

==Variasi sifat antar isotop==
===Sifat kimia dan molekul===
Sebuah atom netral memiliki jumlah elektron yang sama dengan proton. Jadi, isotop-isotop yang berbeda dari suatu unsur tertentu semuanya memiliki jumlah elektron yang sama dan memiliki struktur elektronik yang serupa. Karena perilaku kimia atom sangat ditentukan oleh struktur elektroniknya, isotop yang berbeda menunjukkan perilaku kimia yang hampir identik.

Pengecualian utama untuk ini adalah [[efek isotop kinetik]]: karena massanya yang lebih besar, isotop yang lebih berat cenderung bereaksi agak lebih lambat daripada isotop yang lebih ringan dari unsur yang sama. Ini paling jelas untuk [[Atom hidrogen|protium]] (<sup>1</sup>H), [[deuterium]] (<sup>2</sup>H), dan [[tritium]] (<sup>3</sup>H), memiliki dua kali massa protium dan tritium memiliki tiga kali massa protium.<ref>{{Cite book |last=Laidler |first=Keith |title=Chemical Kinetics |publisher=Pearson Education |year=1987 |isbn=978-81-317-0972-6 |edition=3 |location=India |pages=427 |language=English}}</ref> Perbedaan massa ini juga mempengaruhi perilaku ikatan kimianya masing-masing, dengan mengubah pusat gravitasi ([[massa tereduksi]]) dari sistem atom. Namun, untuk unsur yang lebih berat, perbedaan massa relatif antara isotop jauh lebih kecil sehingga efek perbedaan massa pada kimia biasanya dapat diabaikan. (Unsur berat juga memiliki neutron yang relatif lebih banyak daripada unsur yang lebih ringan, sehingga rasio massa nuklir terhadap massa elektronik kolektif sedikit lebih besar.) Ada juga [[Konstanta kesetimbangan#Efek substitusi isotop|efek kesetimbangan isotop]].

[[File:Isotopes and half-life.svg|right|thumb|Waktu paruh isotop. ''Z'' = jumlah proton.  ''N'' = jumlah neutron. Plot untuk isotop stabil menyimpang dari garis ''Z'' = ''N'' karena nomor unsur ''Z'' menjadi lebih besar|346x346px]]

Demikian pula, dua [[molekul]] yang berbeda hanya dalam isotop atom mereka ([[isotopolog]]) memiliki struktur elektronik yang identik, dan karena itu sifat fisik dan kimia yang hampir tidak dapat dibedakan (sekali lagi dengan deuterium dan tritium sebagai pengecualian utama). ''Mode vibrasi'' molekul ditentukan oleh bentuk dan massa atom penyusunnya; jadi isotopolog yang berbeda memiliki set mode vibrasi yang berbeda. Karena mode vibrasi memungkinkan molekul untuk menyerap [[foton]] dari energi yang sesuai, isotopolog memiliki sifat optik yang berbeda dalam rentang [[inframerah]].

===Sifat dan stabilitas nuklir===
{{Lihat pula|Nuklida stabil|Rasio isotop stabil|Daftar nuklida|Daftar unsur menurut kestabilan isotop}}
Inti atom terdiri dari proton dan neutron yang terikat bersama oleh [[Gaya nuklir|sisa gaya kuat]]. Karena proton bermuatan positif, mereka saling tolak. Neutron, yang secara elektrik netral, menstabilkan nukleus dengan dua cara. Keberadaan mereka mendorong proton sedikit terpisah, mengurangi tolakan elektrostatik antara proton, dan mereka mengerahkan gaya nuklir yang menarik satu sama lain dan pada proton. Untuk alasan ini, satu atau lebih neutron diperlukan untuk mengikat dua atau lebih proton menjadi sebuah inti. Dengan bertambahnya jumlah proton, demikian juga rasio neutron terhadap proton yang diperlukan untuk memastikan inti yang stabil (lihat grafik di sebelah kanan). Misalnya, meskipun rasio neutron:proton [[Helium-3|{{nuclide|He|3}}]] adalah 1:2, rasio neutron:proton [[Uranium-238|{{nuclide|U|238}}]] lebih besar dari 3:2. Sejumlah unsur yang lebih ringan memiliki nuklida yang stabil dengan perbandingan 1:1 (''Z'' = ''N''). Nuklida [[Kalsium-40|{{nuclide|Ca|40}}]] (kalsium-40) secara observasional adalah nuklida stabil terberat dengan jumlah neutron dan proton yang sama. Semua nuklida stabil yang lebih berat dari kalsium-40 mengandung lebih banyak neutron daripada proton.

===Jumlah isotop per unsur===
Dari 80 unsur dengan isotop stabil, jumlah isotop stabil terbesar yang diamati untuk setiap unsur adalah sepuluh (untuk unsur [[timah]]). Tidak ada unsur yang memiliki sembilan atau delapan isotop stabil. Lima unsur memiliki tujuh isotop stabil, delapan memiliki enam isotop stabil, sepuluh memiliki lima isotop stabil, sembilan memiliki empat isotop stabil, lima memiliki tiga isotop stabil, 16 memiliki dua isotop stabil (memasukkan [[Tantalum-180m|{{nuclide|Ta|180|m}}]] sebagai stabil), dan 26 unsur hanya memiliki satu isotop stabil (dari jumlah tersebut, 19 diantaranya disebut sebagai [[unsur mononuklida]], memiliki satu isotop stabil primordial tunggal yang mendominasi dan menetapkan berat atom unsur alami hingga presisi tinggi; 3 unsur mononuklida radioaktif juga terjadi).<ref name=nuclidetable>{{cite web|url=http://www.nndc.bnl.gov/chart/|title=Interactive Chart of Nuclides|publisher=[[Laboratorium Nasional Brookhaven|Brookhaven National Laboratory]]|author=Sonzogni, Alejandro|location=National Nuclear Data Center|year=2008|access-date=20 Juli 2022|archive-date=10 Oktober 2018|archive-url=https://web.archive.org/web/20181010070007/http://www.nndc.bnl.gov/chart/|url-status=dead}}</ref> Secara total, ada 252 nuklida yang belum teramati meluruh. Untuk 80 unsur yang memiliki satu atau lebih isotop stabil, jumlah rata-rata isotop stabil adalah 252/80 = 3,15 isotop per unsur.

===Bilangan nukleon genap dan ganjil===
{{Utama|Inti atom genap dan ganjil}}
{| class="wikitable" style="float:right; text-align:right; margin-left:1em;"
|+ ''Z'', ''N'' genap/ganjil ([[Paritas nol|<sup>1</sup>H sebagai GjGn]])
! p, n !! GnGn !! GjGj !! GnGj !! GjGn !! Total
|-
| Stabil || 146 || 5 || 53 || 48 || 252
|-
| Berumur panjang || 22 || 4 || 3 || 5 || 34
|-
| Semuanya primordial || 168 || 9 || 56 || 53 || 286
|}
Rasio proton:neutron bukan satu-satunya faktor yang mempengaruhi stabilitas nuklir. Ia juga tergantung pada kegenapan atau keganjilan dari nomor atom ''Z''-nya, nomor neutron ''N''-nya, dan, akibatnya, jumlah mereka, nomor massa ''A''. Keganjilan dari ''Z'' dan ''N'' cenderung menurunkan [[energi pengikatan inti]], membuat inti ganjil, umumnya, kurang stabil. Perbedaan energi pengikatan inti yang luar biasa antara inti tetangga, terutama [[isobar (nuklida)|isobar]] ganjil-''A'', memiliki konsekuensi penting: isotop tidak stabil dengan jumlah neutron atau proton yang tidak optimal meluruh melalui [[peluruhan beta]] (termasuk [[emisi positron]]), [[penangkapan elektron]], atau mode peluruhan lain yang kurang umum seperti [[Pembelahan spontan|fisi spontan]] dan [[peluruhan gugus]].

Mayoritas nuklida stabil adalah proton-genap-neutron-genap, di mana semua bilangan ''Z'', ''N'', dan ''A'' adalah genap. Nuklida stabil ganjil-''A'' dibagi (kurang lebih merata) menjadi nuklida proton-genap-neutron-ganjil, dan nuklida proton-genap-neutron-ganjil. Inti proton-ganjil-neutron-ganjil yang stabil adalah yang paling tidak umum.

====Nomor atom genap====
146 nuklida proton-genap, neutron-genap (GnGn) terdiri dari ~58% dari semua nuklida stabil dan semuanya memiliki [[spin]] 0 karena berpasangan. Ada juga 24 nuklida genap-genap primordial yang berumur panjang. Akibatnya, masing-masing dari 41 unsur genap dari 2 hingga 82 memiliki [[Daftar unsur menurut kestabilan isotop|setidaknya satu isotop stabil]], dan sebagian besar unsur ini memiliki ''beberapa'' isotop primordial. Setengah dari unsur bernomor genap ini memiliki enam atau lebih isotop stabil. Stabilitas ekstrim dari [[helium-4]] adalah karena [[Rumus massa semi-empiris#Istilah pasangan|pasangan]] ganda dari 2 proton dan 2 neutron mencegah ''semua'' nuklida yang mengandung lima ([[Helium-5|{{nuclide|He|5}}]], [[Litium-5|{{nuclide|Li|5}}]]) atau delapan ([[Berilium-8|{{nuclide|Be|8}}]]) nukleon dari muncul untuk waktu yang cukup lama untuk berfungsi sebagai platform untuk penumpukan unsur yang lebih berat melalui [[fusi nuklir]] di bintang (lihat [[proses tripel alfa]]).

{| class="wikitable" style="float:right; margin-left:1em;"
|+ Genap-ganjil berumur panjang
! !! [[Mode peluruhan|Peluruhan]] !! [[Waktu paruh]]
|-
| [[kadmium-113|{{nuclide|Cd|113}}]]  || [[Peluruhan beta|beta]]
| style="text-align:right;" | 7,7{{e|15}} [[tahun|a]]
|-
| [[Samarium-147|{{nuclide|Samarium|147}}]] || [[Peluruhan alfa|alfa]]
| style="text-align:right;" | 1,06{{e|11}} a
|-
| [[Uranium-235|{{nuclide|Uranium|235}}]]  || alfa
| style="text-align:right;" | 7,04{{e|8}} a
|}
53 nuklida stabil memiliki jumlah proton genap dan jumlah neutron ganjil. Mereka adalah minoritas dibandingkan dengan isotop genap-genap, yang jumlahnya sekitar 3 kali lipat. Di antara 41 unsur ''Z''-genap yang memiliki nuklida stabil, hanya dua unsur ([[argon]] dan [[serium]]) yang tidak memiliki nuklida stabil genap-ganjil. Satu unsur ([[timah]]) memiliki tiga. Ada 24 unsur yang memiliki satu nuklida genap-ganjil dan 13 unsur yang memiliki dua nuklida genap-ganjil. Dari 35 radionuklida primordial, terdapat empat nuklida genap ganjil (lihat tabel di sebelah kanan), termasuk [[Uranium-235|{{nuclide|Uranium|235}}]] yang [[Bahan fisil|fisil]]. Karena jumlah neutron ganjilnya, nuklida genap-ganjil cenderung memiliki penampang [[Tangkapan neutron|penangkapan neutron]] yang besar, karena energi yang dihasilkan dari efek pasangan neutron. Nuklida-nuklida proton-genap neutron-ganjil yang stabil ini cenderung jarang ditemukan di alam, umumnya karena, untuk membentuk dan masuk ke dalam kelimpahan primordial, mereka harus lolos dari penangkapan neutron untuk membentuk isotop genap stabil lainnya, selama [[proses s]] dan [[proses r]] dari penangkapan neutron, selama [[Nukleosintesis bintang|nukleosintesis di bintang]]. Karena alasan ini, hanya [[Platina-195|{{nuclide|Pt|195}}]] dan [[Berilium-9|{{nuclide|Be|9}}]] yang merupakan isotop paling melimpah secara alami dari masing-masing unsur mereka.

====Nomor atom ganjil====
Empat puluh delapan nuklida proton-ganjil-neutron-genap yang stabil, distabilkan oleh pasangan neutronnya, membentuk sebagian besar isotop stabil dari unsur-unsur bernomor ganjil; sangat sedikit nuklida proton-ganjil-neutron-ganjil terdiri dari yang lain. Ada 41 unsur bernomor ganjil dengan ''Z'' = 1 hingga 81, dimana 39 di antaranya memiliki isotop stabil (unsur [[teknesium]] ({{PhysicsParticle|Tc|BL=43}}) dan [[prometium]] ({{PhysicsParticle|Pm|BL=61}}) tidak memiliki isotop stabil). Dari 39 unsur ''Z'' ganjil ini, 30 unsur (termasuk hidrogen-1 di mana 0 neutron adalah [[Paritas nol|genap]]) memiliki satu isotop genap-ganjil yang stabil, dan sembilan unsur:
[[klorin]] ({{PhysicsParticle|Cl|BL=17}}),
[[kalium]] ({{PhysicsParticle|K|BL=19}}),
[[tembaga]] ({{PhysicsParticle|Cu|BL=29}}),
[[galium]] ({{PhysicsParticle|Ga|BL=31}}),
[[bromin]] ({{PhysicsParticle|Br|BL=35}}),
[[perak]] ({{PhysicsParticle|Ag|BL=47}}),
[[antimon]] ({{PhysicsParticle|Sb|BL=51}}),
[[iridium]] ({{PhysicsParticle|Ir|BL=77}}), dan
[[talium]] ({{PhysicsParticle|Tl|BL=81}}), masing-masing memiliki dua isotop ganjil-genap yang stabil. Ini membuat total {{nobr|30 + 2(9) {{=}} 48}} isotop ganjil-genap yang stabil.

Ada juga lima isotop ganjil-genap radioaktif primordial yang berumur panjang, [[Rubidium-87|{{nuclide|Rubidium|87}}]], [[Indium-115|{{nuclide|Indium|115}}]], [[Renium-187|{{nuclide|Re|187}}]], [[Europium-151|{{nuclide|Europium|151}}]], dan [[bismut-209|{{nuclide|Bismut|209}}]]. Dua yang terakhir baru-baru ini ditemukan meluruh, dengan waktu paruh lebih dari 10<sup>18</sup> tahun.

Hanya ada lima nuklida stabil yang mengandung jumlah proton ganjil ''dan'' jumlah neutron ganjil. Empat nuklida "ganjil-ganjil" pertama terjadi pada nuklida bermassa rendah, di mana mengubah proton menjadi neutron atau sebaliknya akan menghasilkan [[rasio proton-neutron]] yang sangat miring ([[Deuterium|{{nuclide|Hidrogen|2}}]], [[Litium-6|{{nuclide|Li|6}}]], [[Boron-10|{{nuclide|Boron|10}}]], dan [[Nitrogen-14|{{nuclide|Nitrogen|14}}]]; spin 1, 1, 3, 1). Satu-satunya nuklida ganjil-ganjil "stabil" lainnya, [[Tantalum-180m|{{nuclide|Tantalum|180|m}}]] (spin 9), dianggap sebagai isotop stabil paling langka dari semua 252 isotop stabil, dan merupakan satu-satunya [[isomer nuklir]] yang primordial, yang belum teramati meluruh meskipun ada upaya eksperimental.<ref>{{cite journal |doi=10.1016/j.apradiso.2009.01.057 |title=Search for the radioactivity of 180mTa using an underground HPGe sandwich spectrometer |year=2009 |last1=Hult |first1=Mikael |last2=Wieslander |first2=J. S. |last3=Marissens |first3=Gerd |last4=Gasparro |first4=Joël |last5=Wätjen |first5=Uwe |last6=Misiaszek |first6=Marcin |journal=Applied Radiation and Isotopes |volume=67 |issue=5 |pages=918–21 |pmid=19246206}}</ref>

Banyak radionuklida ganjil-ganjil (seperti tantalum-180) dengan waktu paruh yang relatif pendek telah diketahui. Biasanya, mereka mengalami peluruhan beta menjadi [[Isobar (nuklida)|isobar]] genap-genap terdekat yang membuat pasangan proton dan pasangan neutron. Dari sembilan nuklida ganjil-ganjil primordial (lima stabil dan empat radioaktif dengan waktu paruh yang panjang), hanya {{nuclide|Nitrogen|14}} yang merupakan isotop yang paling umum dari sebuah unsur umum. Ini terjadi karena ia merupakan salah satu bagian dari [[siklus CNO]]. Nuklida {{nuclide|Li|6}} dan {{nuclide|Boron|10}} merupakan isotop minoritas dari unsur-unsur yang jarang dibandingkan dengan unsur-unsur ringan lainnya, sedangkan enam isotop lainnya hanya merupakan persentase kecil dari kelimpahan alami unsur-unsurnya.

====Nomor neutron ganjil====
{| class="wikitable" style="float:right; margin-left:1em"
|+ [[paritas (matematika)|Paritas]] nomor neutron ([[Paritas nol|<sup>1</sup>H sebagai genap]])
! N !! Genap !! Ganjil
|-
| Stabil || 194 || 58
|-
| Berumur panjang || 27 || 7
|-
| Semuanya primordial || 221 || 65
|}

[[Aktinida]] dengan jumlah neutron ganjil umumnya [[Bahan fisil|fisil]] (dengan [[neutron termal]]), sedangkan aktinida dengan jumlah neutron genap umumnya tidak, meskipun mereka [[Bahan fisil#Fisi vs. dapat dibelah|dapat dibelah]] dengan [[neutron cepat]]. Semua nuklida ganjil-ganjil yang stabil secara pengamatan memiliki spin bilangan bulat bukan nol. Ini karena neutron tunggal yang tidak berpasangan dan proton yang tidak berpasangan memiliki daya tarik [[gaya nuklir]] yang lebih besar satu sama lain jika spinnya sejajar (menghasilkan spin total minimal 1 unit), bukan antiselaras. Lihat [[deuterium]] untuk kasus paling sederhana dari perilaku nuklir ini.

Hanya {{nuclide|Pt|195}}, {{nuclide|Be|9}}, dan {{nuclide|Nitrogen|14}} memiliki jumlah neutron ganjil dan merupakan isotop yang paling melimpah secara alami dari masing-masing unsurnya.

==Keterjadian di alam==
{{Lihat pula|Kelimpahan unsur}}
Sebuah unsur dapat terdiri dari satu nuklida ([[unsur mononuklida]]), atau lebih dari satu isotop alami. Isotop yang tidak stabil (radioaktif) dapat sebagai isotop [[Nuklida primordial|primordial]] atau pascaprimordial. Isotop primordial adalah produk [[nukleosintesis bintang]] atau jenis nukleosintesis lain seperti [[spalasi sinar kosmik]], dan telah bertahan hingga saat ini karena laju peluruhannya sangat lambat (misalnya [[uranium-238]] dan [[kalium-40]]). Isotop pascaprimordial diciptakan oleh pemborbardiran [[sinar kosmik]] sebagai [[nuklida kosmogenik]] (misalnya, [[tritium]], [[karbon-14]]), atau dengan peluruhan isotop primordial radioaktif menjadi anaknya yang merupakan [[nuklida radiogenik]] radioaktif (misalnya [[uranium]] menjadi [[radium]]). Beberapa isotop secara alami disintesis sebagai nuklida [[nukleogenik]], oleh beberapa [[reaksi nuklir]] alami lainnya, seperti ketika neutron dari [[fisi nuklir]] alami diserap oleh atom lain.

Seperti yang telah dibahas di atas, hanya 80 unsur yang memiliki isotop stabil, dan 26 di antaranya hanya memiliki satu isotop stabil. Jadi, sekitar dua pertiga unsur stabil terjadi secara alami di Bumi dalam beberapa isotop stabil, dengan jumlah isotop stabil terbesar untuk suatu unsur adalah sepuluh, untuk [[timah]] ({{PhysicsParticle|Sn|BL=50}}). Ada sekitar 94 unsur yang ditemukan secara alami di Bumi (hingga termasuk [[plutonium]]), meskipun beberapa hanya terdeteksi dalam jumlah yang sangat kecil, seperti [[plutonium-244]]. Para ilmuwan memperkirakan bahwa unsur-unsur yang terjadi secara alami di Bumi (beberapa hanya sebagai radioisotop) terjadi sebagai 339 isotop ([[nuklida]]) secara total.<ref>{{cite web|url=http://www.don-lindsay-archive.org/creation/isotope_list.html |title=Radioactives Missing From The Earth |access-date=21 Juli 2022}}</ref> Hanya 252 dari nuklida yang terjadi secara alami ini yang stabil dalam artian belum pernah teramati meluruh sampai saat ini. Tambahan 34 [[nuklida primordial]] (total 286 nuklida primordial), bersifat radioaktif dengan waktu paruh yang diketahui, tetapi memiliki waktu paruh lebih dari 100 juta tahun, memungkinkan mereka ada sejak awal Tata Surya. Lihat [[daftar nuklida]] untuk detailnya.

Semua [[nuklida stabil]] yang diketahui terjadi secara alami di Bumi; nuklida yang terjadi secara alami lainnya bersifat radioaktif tetapi terjadi di Bumi karena waktu paruhnya yang relatif lama, atau karena cara lain dari produksi alami yang sedang berlangsung. Ini termasuk [[nuklida kosmogenik]] yang disebutkan di atas, [[Nukleogenik|nuklida nukleogenik]], dan setiap [[nuklida radiogenik]] yang dibentuk oleh peluruhan berkelanjutan dari nuklida radioaktif primordial, seperti [[radon]] dan radium dari uranium.

Tambahan ~3000 nuklida radioaktif yang tidak ditemukan di alam telah dibuat dalam [[reaktor nuklir]] dan pemercepat partikel. Banyak nuklida berumur pendek yang tidak ditemukan secara alami di Bumi juga telah diamati dengan analisis spektroskopi, yang secara alami tercipta dalam bintang atau [[supernova]]. Contohnya adalah [[aluminium-26]], yang tidak ditemukan secara alami di Bumi tetapi ditemukan berlimpah dalam skala astronomi.

Massa atom unsur yang ditabulasi adalah rata-rata yang menjelaskan keberadaan beberapa isotop dengan massa yang berbeda. Sebelum penemuan isotop, nilai-nilai noninteger yang ditentukan secara empiris dari massa atom membingungkan para ilmuwan. Misalnya, sampel [[klorin]] mengandung 75,8% [[klorin-35]] dan 24,2% [[klorin-37]], memberikan massa atom rata-rata 35,5 [[Dalton (satuan)|satuan massa atom]].

Menurut [[Kosmologi fisik|teori kosmologi]] yang diterima secara umum, hanya isotop hidrogen dan helium, jejak beberapa isotop litium dan berilium, dan mungkin beberapa boron, yang diciptakan saat [[Ledakan Dahsyat]], sementara semua nuklida lain disintesis kemudian, di bintang dan supernova, dan di interaksi antara partikel energik seperti sinar kosmik, dan nuklida yang dihasilkan sebelumnya. (Lihat [[nukleosintesis]] untuk perincian berbagai proses yang dianggap bertanggung jawab atas produksi isotop.) Kelimpahan masing-masing isotop di Bumi dihasilkan dari jumlah yang dibentuk oleh proses-proses ini, penyebarannya melalui galaksi, dan laju peluruhan isotop yang tidak stabil. Setelah penggabungan awal [[Tata Surya]], isotop-isotop didistribusikan kembali menurut massanya, dan komposisi unsur isotop sedikit berbeda dari planet ke planet. Hal ini terkadang memungkinkan untuk melacak asal usul [[meteorit]].

==Massa atom isotop==
Massa atom (''m''<sub>r</sub>) dari suatu isotop (nuklida) ditentukan terutama oleh [[nomor massa]]nya (yaitu jumlah [[nukleon]] dalam intinya). Koreksi kecil disebabkan oleh [[energi pengikatan inti]] (lihat [[energi pengikatan inti#Cacat massa|cacat massa]]), sedikit perbedaan massa antara proton dan neutron, dan massa elektron yang terkait dengan atom, yang terakhir karena rasio elektron:nukleon berbeda di antara isotop.

Nomor massa adalah [[besaran nirdimensi]]. Massa atom, di sisi lain, diukur menggunakan [[Dalton (satuan)|satuan massa atom]] berdasarkan massa atom karbon-12. Ia dilambangkan dengan simbol "u" (untuk ''unified atomic mass unit'' (satuan massa atom terpadu)) atau "Da" (untuk [[John Dalton|dalton]]).

Massa atom isotop yang terjadi secara alami dari suatu unsur menentukan massa atom unsur tersebut. Ketika unsur tersebut mengandung ''N'' isotop, ekspresi di bawah ini diterapkan untuk massa atom rata-rata <math>\overline m_a</math>:

<math> \overline m_a = m_1 x_1+m_2 x_2+...+m_Nx_N</math>

di mana ''m''<sub>1</sub>, ''m''<sub>2</sub>, ..., ''m''<sub>''N''</sub> adalah massa atom dari masing-masing isotop, dan ''x''<sub>1</sub>, ..., ''x''<sub>''N''</sub> adalah kelimpahan relatif dari isotop-isotop ini.

==Aplikasi isotop==
===Pemurnian isotop===
{{Utama|pemisahan isotop}}
Ada beberapa aplikasi yang memanfaatkan sifat-sifat dari berbagai isotop unsur tertentu. [[Pemisahan isotop]] merupakan tantangan teknologi yang signifikan, terutama dengan unsur-unsur berat seperti uranium atau plutonium. Unsur yang lebih ringan seperti litium, karbon, nitrogen, dan oksigen biasanya dipisahkan oleh difusi gas dari senyawanya seperti CO dan NO. Pemisahan hidrogen dan deuterium tidak biasa karena ia didasarkan pada sifat kimianya daripada sifat fisiknya, misalnya dalam [[proses sulfida Girdler]]. Isotop uranium telah dipisahkan secara massal dengan difusi gas, sentrifugasi gas, pemisahan ionisasi laser, dan (dalam [[Proyek Manhattan]]) dengan jenis [[spektrometri massa]] produksi.

===Penggunaan sifat kimia dan biologi===
{{Utama|geokimia isotop|kosmokimia|paleoklimatologi}}
* [[Analisis isotop]] adalah penentuan [[jejak isotop]], yaitu kelimpahan relatif isotop dari unsur tertentu dalam sampel tertentu. Analisis isotop sering dilakukan dengan [[spektrometri massa rasio isotop]]. Untuk [[zat biogenik]] khususnya, variasi yang signifikan dari isotop C, N, dan O dapat terjadi. Analisis variasi tersebut memiliki berbagai aplikasi, seperti deteksi pemalsuan dalam produk makanan<ref name=Jamin>{{cite journal|last1=Jamin|first1=Eric|last2=Guérin|first2=Régis|last3=Rétif|first3=Mélinda|last4=Lees|first4=Michèle|last5=Martin|first5=Gérard J. |title=Improved Detection of Added Water in Orange Juice by Simultaneous Determination of the Oxygen-18/Oxygen-16 Isotope Ratios of Water and Ethanol Derived from Sugars |journal=Journal of Agricultural and Food Chemistry|volume= 51|year=2003|doi=10.1021/jf030167m|pmid=12926859|issue=18|pages=5202–6}}</ref> atau asal geografis dari suatu produk menggunakan [[isoskap]]. Pengidentifikasian beberapa [[Meteorit Mars|meteorit tertentu]] sebagian didasarkan pada jejak isotop dari gas renik yang terkandung di dalamnya.<ref name=Treiman>{{cite journal|author1=Treiman, A. H. |author2=Gleason, J. D. |author3=Bogard, D. D. |title=The SNC meteorites are from Mars |journal=Planetary and Space Science|volume= 48|page=1213|year=2000| doi=10.1016/S0032-0633(00)00105-7 |bibcode=2000P&SS...48.1213T|issue=12–14}}</ref>
* Substitusi isotop dapat digunakan untuk menentukan mekanisme [[reaksi kimia]] melalui [[efek isotop kinetik]].
* Aplikasi umum lainnya adalah [[pelabelan isotop]], penggunaan isotop yang tidak biasa sebagai pelacak atau penanda dalam reaksi kimia.<ref>{{Cite journal|last1=Deegan|first1=Frances M.|last2=Troll|first2=Valentin R.|last3=Whitehouse|first3=Martin J.|last4=Jolis|first4=Ester M.|last5=Freda|first5=Carmela|date=4 Agustus 2016|title=Boron isotope fractionation in magma via crustal carbonate dissolution|journal=Scientific Reports|language=en|volume=6|issue=1|pages=30774|doi=10.1038/srep30774|pmid=27488228|issn=2045-2322|pmc=4973271|bibcode=2016NatSR...630774D}}</ref> Biasanya, atom dari unsur tertentu tidak dapat dibedakan satu sama lain. Namun, dengan menggunakan isotop dengan massa yang berbeda, bahkan [[Nuklida stabil|isotop stabil]] nonradioaktif yang berbeda dapat dibedakan dengan [[spektrometri massa]] atau [[spektroskopi inframerah]]. Misalnya, dalam 'pelabelan isotop stabil dengan asam amino dalam kultur sel (''Stable Isotope Labeling by/with Amino acids in Cell culture'', [[SILAC]])' isotop stabil digunakan untuk mengukur [[protein]]. Jika isotop radioaktif digunakan, mereka dapat dideteksi oleh radiasi yang dipancarkannya (ini disebut dengan ''pelabelan radioisotop'').
* Isotop biasanya digunakan untuk menentukan konsentrasi berbagai unsur atau zat menggunakan metode [[pengenceran isotop]], di mana sejumlah senyawa yang tersubstitusi secara isotop dicampur dengan sampel, dan jejak isotop dari campuran yang dihasilkan ditentukan dengan menggunakan [[spektrometri massa]].

===Penggunaan sifat nuklir===
* Sebuah teknik yang mirip dengan pelabelan radioisotopik adalah [[penanggalan radiometrik]]: dengan menggunakan [[waktu paruh]] yang diketahui dari suatu unsur yang tidak stabil, seseorang dapat menghitung jumlah waktu yang telah berlalu sejak konsentrasi isotop yang diketahui ada. Contoh yang paling banyak dikenal adalah [[penanggalan radiokarbon]] yang digunakan untuk menentukan umur bahan berkarbon.
* Beberapa bentuk spektroskopi bergantung pada sifat nuklir unik dari isotop tertentu, baik radioaktif maupun stabil. Misalnya, spektroskopi [[resonansi magnet inti]] (''nuclear magnetic resonance'', NMR) hanya dapat digunakan untuk isotop dengan spin nuklir bukan nol. Nuklida yang paling umum digunakan dengan spektroskopi NMR adalah <sup>1</sup>H, <sup>2</sup>D (deuterium), <sup>15</sup>N, <sup>13</sup>C, dan <sup>31</sup>P.
* [[Spektroskopi Mössbauer]] juga bergantung pada transisi nuklir dari isotop tertentu, seperti <sup>57</sup>Fe.
* [[Radionuklida]] juga memiliki yang kegunaan penting. [[Tenaga nuklir]] dan pengembangan [[senjata nuklir]] membutuhkan jumlah isotop spesifik yang relatif besar. [[Kedokteran nuklir]] dan [[Radioterapi|onkologi radiasi]] masing-masing menggunakan radioisotop untuk diagnosis dan pengobatan medis.

==Lihat pula==
* [[Bahan referensi untuk analisis isotop stabil]]
* [[Daftar nuklida]]
* [[Daftar partikel]]
* [[Daftar isotop menurut unsur|Daftar unsur berserta isotopnya]]
* [[GEOTRACES]]
* [[Isotopomer]]
* [[Kelimpahan unsur|Kelimpahan unsur kimia]]
* [[Spektrometer massa sektor|Spektrometer massa Bainbridge]]
* [[Spektrometri massa]]
* [[Tabel nuklida]]

==Referensi==
{{reflist|35em}}

==Pranala luar==
* [http://www.nucleonica.com/ Portal web Ilmu Nuklir Nucleonica]
* [http://www.nucleonica.com/wiki/index.php?title=Category%3AKNC Bagan Nuklida Karlsruhe]
* Portal [http://www.nndc.bnl.gov/ Pusat Data Nuklir Nasional] ke gudang besar program data dan analisis gratis dari NNDC
* [http://isotopes.gov/ Pusat Pengembangan Isotop Nasional] Koordinasi dan pengelolaan produksi, ketersediaan, dan distribusi isotop, serta informasi referensi bagi komunitas isotop
* [http://science.energy.gov/np/research/idpra/ Pengembangan & Produksi Isotop untuk Penelitian dan Aplikasi (IDPRA)] Program Departemen Energi AS untuk produksi isotop dan penelitian dan pengembangan produksi
* [http://www.iaea.org/ Badan Tenaga Atom Internasional] beranda [[Badan Tenaga Atom Internasional]] (IAEA), sebuah Badan [[Perserikatan Bangsa-Bangsa]] (PBB)
* [http://physics.nist.gov/cgi-bin/Compositions/stand_alone.pl?ele=&ascii=html&isotype=some Berat Atom dan Komposisi Isotopik untuk Semua Unsur] Tabel statis, dari NIST ([[National Institute of Standards and Technology|Institut Standar dan Teknologi Nasional]])
* [https://web.archive.org/web/20070121042708/http://atom.kaeri.re.kr/ Atomgewichte, Zerfallsenergien und Halbwertszeiten aller Isotope]
* [https://web.archive.org/web/20061205022425/http://ie.lbl.gov/education/isotopes.htm Jelajahi Tabel Isotop] di [[Lawrence Berkeley National Laboratory|LBNL]]
* [https://web.archive.org/web/20141217141609/http://isotope.info/ Penelitian dan informasi isotop saat ini] isotope.info
* [https://web.archive.org/web/20070825124014/http://www.bt.cdc.gov/radiation/isotopes/ Kesiapsiagaan dan Tanggapan Darurat: Isotop Radioaktif] oleh [[Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit Amerika Serikat|CDC]]
* [http://www.nndc.bnl.gov/chart/ Bagan Nuklida] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20181010070007/http://www.nndc.bnl.gov/chart/ |date=10 Oktober 2018 }} Bagan Nuklida Interaktif (Pusat Data Nuklir Nasional)
* [http://www.yoix.org/elements.html Bagan Interaktif Nuklida, Isotop dan Tabel Periodik] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080930194927/http://www.yoix.org/elements.html |date=2008-09-30 }}
* [http://www-nds.iaea.org/livechart LIVEChart Nuklida – IAEA] dengan data isotop.
* [https://web.archive.org/web/20120330123733/http://alsos.wlu.edu/adv_rst.aspx?keyword=isotope&creator=&title=&media=all&genre=all&disc=all&level=all&sortby=relevance&results=10&period=15 Bibliografi beranotasi untuk isotop] dari Perpustakaan Digital Alsos untuk Masalah Nuklir
* [https://www.youtube.com/watch?v=UTOp_2ZVZmM&t=192 Lembah Stabilitas (video)] – sebuah "penerbangan" virtual melalui representasi 3D dari grafik nuklida, oleh [[Komisi Energi Alternatif dan Energi Atom Prancis|CEA]] (Prancis)

{{Authority control}}

[[Kategori:Isotop| ]]
[[Kategori:Kimia nuklir]]
[[Kategori:Fisika nuklir]]