同位素是同一元素的原子：质子数相同，中子数不同。 它们是同一元素，因为质子数决定元素；质量不同，因为中子数不同。同位素题会要你比较粒子数，解释为什么化学行为相同，或者计算平均原子质量。
这一课延伸自读懂质子数与核子数，属于原子、元素与同位素单元。
怎样比较两个同位素？
写出两个符号，用之前同样的步骤数粒子，然后说明什么相同、什么不同。
| 特征 | 相同还是不同？ | 原因 |
|---|---|---|
| 质子 | 相同 | 决定元素 |
| 电子（中性原子） | 相同 | 等于质子数 |
| 中子 | 不同 | 唯一变化的粒子 |
| 核子数 | 不同 | 质子 + 中子 |
| 化学反应 | 相同 | 电子排布相同 |
例题
氯有两种主要同位素：35/17 Cl 和 37/17 Cl。比较它们，再计算相对原子质量。
下面的百分比是取整后的教学数值，不是精确测量值：75% 是 35/17 Cl，25% 是 37/17 Cl。
第 1 步，35/17 Cl 的粒子： 17 个质子，17 个电子，35 − 17 = 18 个中子。
第 2 步，37/17 Cl 的粒子： 17 个质子，17 个电子，37 − 17 = 20 个中子。
第 3 步，比较： 两者都有 17 个质子和 17 个电子，所以都是氯，化学行为相同。它们相差两个中子。
第 4 步，加权平均： 把每个核子数乘以它的占比，再相加。
(35 × 0.75) + (37 × 0.25) = 26.25 + 9.25 = 35.5
答案： 相对原子质量 = 35.5。没有单个原子的质量是 35.5，因为它是同位素混合物的平均值。
用推理检查：75% 的原子是较轻的那种，所以平均值应更靠近 35 而不是 37。结果确实如此。
要留意的错误
常见的失误是说同位素的质子数不同，或者说它们是不同元素。
错误答案： “35/17 Cl 和 37/17 Cl 质量不同，所以是不同元素。”
学生把元素身份和质量挂钩，而不是和质子数挂钩。
纠正的办法是问：“什么决定元素？”答案永远是质子数。只要两个原子质子数相同，不管中子数多少，它们就是同一元素。
另一个失误是把平均值算成简单平均，(35 + 37) ÷ 2 = 36。这忽略了各同位素的含量。
自我检测
1. 原子 X、Y、Z 分别写作 16/8 X、18/8 Y 和 18/9 Z。哪两个是同一元素的同位素？
显示答案
X 和 Y 的质子数都是 8，但核子数不同（16 和 18），所以是同一元素的同位素。Z 有 9 个质子，是另一种元素。
X 和 Y
2. 求 12/6 C 和 14/6 C 的中子数，并解释为什么两者反应方式相同。
显示答案
12/6 C 有 12 − 6 = 6 个中子。14/6 C 有 14 − 6 = 8 个中子。两者都有 6 个质子和 6 个电子，所以电子排布相同，化学行为相同。
3. 某元素有两种同位素，核子数为 10 和 11。用虚构的教学数据 20% 和 80% 求相对原子质量。
显示答案
(10 × 0.20) + (11 × 0.80) = 2.0 + 8.8 = 10.8。
10.8。它更靠近 11，因为 11 是含量较多的同位素。
接下来学什么
同位素化学性质相同，是因为电子排布相同，这正是用电子排布解释规律要讲的内容。最后用综合练习收尾。之后摩尔与方程式比例辅导器会用到像这里算出的相对原子质量。
如果丢分的地方是加权平均或推理句子，我们的老师可以在线上一对一化学补习中针对这一点下功夫。