同位素（英語：Isotope）是某種特定化學元素之下的不同種類，同一種元素下的所有同位素都具有相同原子序數，質子數目相同，但中子數目卻不同。這些同位素在化學元素周期表中占有同一個位置，因此得名。

例如：氫有三種同位素，P氕pie（Protium）、D氘dao（Deuterium又叫重氫）、T氚chuan（Tritium又叫超重氫）它們原子核中都有1個質子，但是它們的原子核中分别有0個中子、1個中子及2個中子，所以它們互為同位素。其中，氕的相對原子質量為1.007947，氘的相對原子質量為2.274246，氚的相對原子質量為3.023548，氘幾乎比氕重一倍，而氚則幾乎比氕重二倍；再比如碳有多種同位素，12C、13C和 14C（有放射性）等。

同位素是同一元素的不同原子，其原子具有相同數目的質子，但中子數目卻不同。例如：氕、氘和氚，它們原子核中都有1個質子，但是它們的原子核中卻分别有0個中子、1個中子及2個中子，所以它們互為同位素。

同位素具有相同原子序數的同一化學元素的兩種或多種原子之一，在元素周期表上占有同一位置，化學性質幾乎相同（氕、氘和氚的性質有些微差異），但原子質量或質量數不同，從而其質譜性質、放射性轉變和物理性質（例如在氣态下的擴散本領）有所差異。同位素的表示是在該元素符号的左上角注明質量數（例如碳14，一般用14C來表示）。

在自然界中天然存在的同位素稱為天然同位素，人工合成的同位素稱為人造同位素。如果該同位素是有放射性的話，會被稱為放射性同位素。每一種元素都有放射性同位素。有些放射性同位素是自然界中存在的，有些則是用核粒子，如質子、a粒子或中子轟擊穩定的核而人為産生的。

曆史

弗雷德裡克·索迪借由衰變鍊分析，在1912年證實同位素存在。

約瑟夫·湯姆孫在1913年首次發現穩定元素同位素的證據。弗朗西斯·阿斯頓通過實驗，證明了氖的兩種同位素的存在。

基本性質

同位素是具有相同原子序數的同一化學元素的兩種或多種原子之一，在元素周期表上占有同一位置，化學行為幾乎相同，但原子量或質量數不同，從而其質譜行為、放射性轉變和物理性質(例如在氣态下的擴散本領)有所差異。同位素的表示是在該元素符号的左上角注明質量數（質子數 中子數），左下角注明質子數。 例如碳14，一般用14C而不用C-14。

自然界中許多元素都有同位素。同位素有的是天然存在的，有的是人工制造的，有的有放射性，有的沒有放射性。

同一元素的同位素雖然質量數不同，但他們的化學性質基本相同（如：化學反應和離子的形成），物理性質有差異[主要表現在質量上（如：熔點和沸點）]。自然界中，各種同位素的原子個數百分比一定。

同位素是指具有相同核電荷但不同原子質量的原子（核素）。在19世紀末先發現了放射性同位素，随後又發現了天然存在的穩定同位素，并測定了同位素的豐度。大多數天然元素都存在幾種穩定的同位素。同種元素的各種同位素質量不同，但化學性質幾乎相同。

自19世紀末發現了放射性以後，到20世紀初，人們發現的放射性元素已有30多種，而且證明，有些放射性元素雖然放射性顯著不同，但化學性質卻完全一樣。

研究

1910年英國化學家 弗雷德裡克·索迪（Frederick Soddy，1877年9月2日－1956年9月22日）提出了一個假說，化學元素存在着相對原子質量和放射性不同而其他物理化學性質相同的變種，這些變種應處于周期表的同一位置上，稱做同位素。不久，就從不同放射性元素（鈾和钍等）得到一種鉛的相對原子質量是206.08，另一種則是208。1897年英國物理學家J.J.湯姆遜(約瑟夫.約翰.湯姆遜)發現了電子，1912年他改進了測電子的儀器，利用磁場作用，制成了一種磁分離器（質譜儀的前身）。當他用氖氣進行測定時，無論氖怎樣提純，在屏上得到的卻是兩條抛物線，一條代表質量為20的氖，另一條則代表質量為22的氖。這就是第一次發現的穩定同位素，即無放射性的同位素。當F.W.阿斯頓制成第一台質譜儀後，進一步證明，氖确實具有原子質量不同的兩種同位素，并從其他70多種元素中發現了200多種同位素。

到目前為止，已發現的元素有109種，隻有20種元素未發現穩定的同位素，但所有的元素都有放射性同位素。大多數的天然元素都是由幾種同位素組成的混合物，穩定同位素約有300多種，而放射性同位素竟達約2800種以上。

1932年提出原子核的中子——質子理論以後，才進一步弄清，同位素就是一種元素存在着質子數相同而中子數不同的幾種原子。由于質子數相同，所以它們的核電荷和核外電子數都是相同的（質子數=核電荷數=核外電子數），并具有相同電子層結構。因此，同位素的化學性質是相同的，但由于它們的中子數不同，這就造成了各原子質量會有所不同，涉及原子核的某些物理性質（如放射性等），也有所不同。一般來說，質子數為偶數的元素，可有較多的穩定同位素，而且通常不少于3個，而質子數為奇數的元素，一般隻有一個穩定核素，其穩定同位素從不會多于兩個，這是由核子的結合能所決定的。

-------------

分割線

現在我來講一點進階的知識吧。

一大堆質子和中子湊在一起構成了原子核（最簡單氫元素的同位素的氕是隻有一個質子而不包含中子的）。質子都帶正電荷 1，中子是電中性也就是電荷為零，而想要克服兩個相同點和的排斥力能強行把兩個質子束縛在原子核内就需要很大的能量，這比電磁力要大得多。科學家們因此知道了還有一種更強大的力量沒有被發現，這就是四大基本力學中的強相互作用力，其攜帶粒子為膠子，顧名思義，能把質子中子等粘合在一起，作用範圍隻在原子核範圍内。強相互作用力（四大原力之首）大概是電磁力（排老二）的100倍。

但這和同位素有啥關系呢？

當然了，因為強相互作用力也有極限的，簡單理解就是，當強力hold不住那麼多核内粒子的時候就會損失中子，所以在強力極限允許的範圍内才會有穩定的同位素，實驗室裡面人工合成但瞬間又衰變的同位素就是因為原子核實在hold不住這麼多核内粒子了。這裡面其實還有弱相互作用力的作用，若相互作用會讓質子和中子衰變并放出高能粒子，這也是産生放射性的原因。原子核内部是強力、電磁力、弱力都互相抗衡和牽制的的場所，充滿了神奇，當然引力也有參與，誇克是目前已知的唯一一個可以同時參與四種相互作用的基本粒子，會有誇克禁閉，漸近自由，色荷轉變，電荷抵消等等一系列有意思的現象，當然這是另外一個比較有意思的話題了，以後會展開讨論。

另外還要感歎一下，最讓我覺得厲害的是元素周期表裡面氕氘氚的翻譯，三個筆畫對應三個同位素特别形象，而且還兼顧了發音，偏旁部首也是氣字對應。所以就順便查了一下資料，才發現曆史原來這麼有趣，天才不應被忘記。

元素周期表中的漢字，許多是清代化學家徐壽（1818——1884）确定下來的。但“确定”不等于造字。徐壽确實造了一批字，比如氫、鈣等字。可是，他用的大部分的字，其實是來自于中國古代就有的一些金字旁、火字旁的生僻字（很多是朱元璋為了給兒孫們起名字而硬造出來的），徐壽不過是“廢物利用”而已。

好了，今天就說到這裡，喜歡的點個贊哦

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!