Qu'appelle-t-on un isotope ?

On appelle isotopes des atomes qui possèdent le même nombre d'électrons et le même nombre de protons, mais qui diffèrent par le nombre de neutrons présents dans leur noyau.

Ce sont donc des formes différentes d'un même élément (isotopes signifie "qui se trouvent à la même place" dans la table de Mendeleïev) ayant des propriétés chimiques pratiquement identiques, puisque celles-ci ne dépendent que du nombre et de la configuration des électrons.

Par contre leurs propriétés nucléaires peuvent être différentes. En particulier certains peuvent être radioactifs alors que d'autres sont stables.

La plupart des éléments ont plusieurs isotopes. Pour les quelques 103 éléments connus actuellement, 90 existent dans la nature, 13 ont été crées artificiellement. Au total, on recense environ 325 isotopes naturels et 1200 isotopes artificiels.

C'est ainsi que l’atome d' hydrogène, tel qu'il existe dans la nature, notamment dans la molécule d'eau, est constitué essentiellement de l'isotope « H » (un proton et un électron), mais comprend également une faible proportion de deutérium « D » (un proton, un neutron et un électron). Par irradiation, on peut former un isotope instable, donc radioactif, le tritium (un proton, deux neutrons, un électron).

De même, le cobalt naturel a un seul isotope non radioactif, le cobalt 59, et 8 isotopes radioactifs de masse 54 à 62 dont le cobalt 60 bien connu pour ses applications en radiothérapie.

A l'autre extrémité de la table de Mendeleïev, on recense une dizaine d'isotopes de l'uranium, dont trois existent à l'état naturel, l'U 234 (92 protons, 92 électrons, 142 neutrons), l'U 235 (143 neutrons) et l'U 238 (146 neutrons).

Les propriétés chimiques des isotopes d’un même élément étant pratiquement identiques, on a le plus souvent recours à des procédés portant sur des propriétés physiques, pour les séparer. Les deux cas les plus connus de « séparation isotopique » industrielle sont la fabrication de l'eau lourde (D2O) par électrolyse et l'enrichissement de l'uranium (en U 235) par diffusion gazeuse, ultracentrifugation ou séparation électromagnétique.