Los isótopos de un elemento difieren entre sí en sus números de masa y el número de neutrones que contienen. Todos los isótopos de un elemento, sin embargo, contienen el mismo número de protones, que es igual al número atómico de ese elemento. El número atómico, porque no refleja el número de neutrones en un átomo, no distingue entre los isótopos de un elemento dado, que ocuparán la misma posición en la tabla periódica.
El número total de protones y neutrones en el núcleo de un átomo está representado por su número de masa, y difiere del número atómico del elemento en sus isótopos variables. Por ejemplo, el número atómico del carbono es 6, porque su núcleo contiene 6 protones. El carbono también tiene una gama de isótopos que incluyen un isótopo de 6 neutrones, 7 neutrones y 8 neutrones. Estos tres isótopos de carbono se llaman carbono-12, carbono-13 y carbono-14, respectivamente. La masa atómica de cada uno de estos isótopos se deriva agregando el número de neutrones en cada isótopo al número de protones. La masa atómica del carbono-14, por ejemplo, es 14, porque 6 protones más 8 neutrones equivalen a una masa atómica de 14.
El número de neutrones en un isótopo tiene un efecto importante en sus propiedades nucleares, pero las propiedades químicas de un elemento muestran solo pequeñas variaciones en sus diferentes isótopos. Una excepción es el hidrógeno, que puede demostrar diferencias significativas en las formas en que se comportan sus isótopos individuales en ciertas reacciones bioquímicas.
