同位体
自然界における同位体の存在比を同位体比という。太陽系内の物質の同位体比は、放射性物質の影響および同位体効果を除くと、極めて一様である。これは太陽系誕生時に、物質が高温で熱せられ拡散したことにより、それ以前に各物質が保有していた固有の同位体比が平均化されたためと考えられている。
原子量が整数からかけ離れている元素は複数の同位体(核種)からなり、その比率もまばらであることが多い。例えば塩素の原子量は約35.5であるが、これは塩素の同位体である塩素35と塩素37の存在比がおよそ3:1なためである。これを一般化するとn個の同位体Iiからなる元素の原子量Awは
A w = ∑ i = 1 n p i I i {\displaystyle A_{w}=\sum _{i=1}^{n}p_{i}I_{i}}
で与えられる。
同位体の表記は、核種の表記と同様に、元素名に続けて質量数を示すか、元素記号の左肩に質量を付記し、例えば炭素14あるいは C のように表される。ただし現在は水素の同位体に限り、固有の記号で表される核種もある。重水素 (H Deuterium) は D または d、三重水素 (H Tritium) は Tである。例として重水の化学式は D2O と表す。かつてはラドンの同位体に関して、ラドン220 (Rn) はトロン Tn 、ラドン219 (Rn) はアクチノン An という固有の名称および記号が与えられており、現在でも温泉科学など特定の分野で慣用的に用いることがある。
同一元素の同位体においては、電子状態が同じであるため化学的性質は同等である。しかし質量数は異なるため、結合、あるいは解離反応の速度などに微小な差が現れる(速度論的同位体効果参照)。
太陽系の小惑星帯よりも外側で活動する惑星探査機では、太陽電池では電力が不足するという理由で原子力電池として利用される。これは放射性核種の原子核崩壊の際に発生するエネルギーを熱源として熱電変換素子により電力に変換する仕組みである。