On appele isotopes deux atomes (ou ions) qui ont le même nombre de protons, mais un nombre de neutrons différent.
Des isotopes ont donc le même numéro atomique Z (et le même symbole!), mais des nombres de masse A différents
.Exemple
Il existe sur terre les isotopes suivants du fer: $_{26}^{53}Fe$ , $_{26}^{56}Fe$ , $_{26}^{57}Fe$ et $_{26}^{58}Fe$
Comme les isotopes possèdent le même nombre de protons, donc le même nombre d'électrons, et comme les électrons conditionnent les propriétés chimiques, on peut dire que deux isotopes ont des propriétés chimiques quasiment identiques. Deux isotopes ne se laissent donc pas séparer par des réactions chimiques. Au cours de l'histoire de la terre aucune réaction chimique n'a su faire de différence entre les isotopes d'un élément. Voilà pourquoi ces isotopes se trouveront distribués avec le même pourcentage partout sur la terre. Certains éléments qui interviennent normalement dans la biochimie de notre organisme (par exemple l'iode dans la glande tyroïde) possèdent des isotopes qui sont radioactifs et nuisibles pour l'organisme. Notre corps ne peut pas la différence entre isotope "normal" et isotope radioactif, il incorpore l'isotope nuisible avec l'isotope normal, s'il en a l'occasion.
Il faudra redéfinir l'élément chimique:
Un élément chimique est l'ensemble des atomes qui possèdent le même numéro atomique.
Un élément comporte donc tous les isotopes de même numéro atomique Z, tous les atomes possédant les mêmes propriétés chimiques et qui auront même symbole!
Exemple
L'élément chlore comporte tous les atomes $_{17}^{35}Cl$ et $_{17}^{37}Cl$. Ce sont les seuls atomes avec Z=17 qui existent.
Masse d'une mole de nucléons (protons ou neutrons): Comme la masse d'un $p^+$ ou d'un $n^o$ vaut environ $\frac{1}{6\cdot 10^{23}}$ g, une mole de $p^+$ ou $n^o$ a une masse approximative de $\frac{1}{6\cdot 10^{23}}6\cdot 10^{23}$ = $1\;g$
Masse d'une mole d'atomes d'un isotope Un isotope possède A (= son nombre de masse) nucléons, une mole d'atomes d'un isotope a donc une masse de A$\cdot 1=$ A $ g$.
Exemple
Une mole d'atomes de $_{26}^{53}Fe$ possède par exemple une masse de $53\cdot 1$ $ = $ $53\;g$
Masse atomique d'un élément chimique (= masse d'une mole d'atomes de cet élément) Comme l'élément chimique est formé souvent de plusieurs isotopes intervenant sur la terre avec des pourcentages différents,
La masse atomique d'un élément est la masse moyenne d'une mole de ses isotopes en tenant compte de leurs pourcentages respectifs.
Exemple
Les isotopes du chlore qui existent sur terre y interviennent avec les pourcentages suivants: $_{17}^{35}Cl$ $(75,78\%)$ $_{17}^{37}Cl$ $(24,22\%)$ On a: M(Cl) = Masse atomique du chlore = Masse d'une mole d'atomes Cl= Masse de $\frac{75,78}{100}$ mol $_{17}^{35}Cl$ + Masse de $\frac{24,22}{100}$ mol $_{17}^{37}Cl$ $=$ $\frac{75,78}{100}\cdot35$ $+$ $\frac{24,22}{100}\cdot 37$ $\approx$ $35,48\frac{g}{mol}$