Los protones y neutrones, llamados nucleones, serían los ladrillos que sirven para construir todos los núcleos. Los protones tienen carga eléctrica positiva y los neutrones no tienen carga alguna. La cantidad total de nucleones es llamada "número de masa" (o "número másico"), ya que da una idea de la masa o cantidad de materia del núcleo.

El núcleo más sencillo de todos es el que tiene 1 protón: es el hidrógeno. Como tiene un sólo nucleón lo llamamos hidrógeno 1. Otro ejemplo es el núcleo que tiene 8 protones y 8 neutrones: es el oxígeno 16 (porque 8 protones + 8 neutrones = 16 nucleones).

          Todos los átomos de hidrógeno tienen 1 protón, todos los átomos de oxígeno tienen 8 protones y todos los núcleos de los átomos de un mismo elemento químico tienen la misma cantidad de protones. Lo que no siempre es igual para un mismo elemento es el número de neutrones.

          A los núcleos que tienen la misma cantidad de protones (y que por lo tanto son del mismo elemento) pero que tienen distinta cantidad de neutrones (y entonces pesan distinto) se los llama isótopos de ese elemento. Veamos algunos ejemplos.

          Algunos núcleos tienen 1 único protón (por lo tanto son núcleos de hidrógeno) pero además tienen 1 neutrón. Estos núcleos de hidrógeno tienen entonces 2 nucleones y pesan el doble que los originales: deberíamos llamarlos "hidrógeno 2", pero los llamamos "deuterio". (deuódos). También existen en la naturaleza núcleos con 1 protón (hidrógeno) pero 2 neutrones, es decir en total 3 nucleones: estos hidrógeno 3 son llamados "tritio (triótres). Hidrógeno 1, deuterio y tritio son los tres isótopos conocidos del hidrógeno.

          Todos los núcleos de carbono tienen exactamente 6 protones. Algunos de ellos (la mayoría) tienen además 6 neutrones, es decir en total 12 nucleones; por lo tanto son núcleos de carbono 12, uno de los isótopos del carbono. También encontramos carbono 9, carbono 10, carbono 11, carbono 13, el famoso carbono 14, carbono 15 y carbono 16, todos ellos isótopos del carbono. Del mismo modo que entre los perros encontramos variedades como los dálmatas, salchichas, ovejeros o San Bernardos, pero todos ellos son perros, también sucede que para cada elemento encontramos variedades: los isótopos. Podríamos decir que todos los isótopos del carbono (carbono 9, 10, 11, 12, etc.) corresponderían a las diferentes razas de perros en nuestro ejemplo. Sin embargo, nunca diríamos que un fox terrier es un gato, como no decimos que el carbono 14 (que tiene 6 protones) forma parte de la familia de los oxígenos, que tienen 8 protones.

          Hay un elemento en la naturaleza que tiene 92 protones en su núcleo: es el uranio, el elemento natural con más cantidad de protones. Algunos de sus núcleos tienen 143 neutrones, por lo que los llamamos uranio 235 (235=92+143). A otros núcleos que también tienen 92 protones pero 146 neutrones los llamamos uranio 238 (238=92+146). El uranio 235 y el uranio 238 son entonces isótopos del uranio. Otros isótopos del uranio van desde el uranio 226 al uranio 240.

          Algunos isótopos existen naturalmente, es decir que cuando se analizan los núcleos del elemento en cuestión se los encuentra en alguna proporción: son los llamados isótopos naturales del elemento. Otros son fabricados por los seres humanos a partir de las llamadas reacciones nucleares: son los isótopos artificiales. Los seres humanos han ido inclusive más lejos: además de producir isótopos artificiales de elementos existentes en la naturaleza, han sintetizado (o sea, fabricado artificialmente) isótopos de elementos no existentes en la naturaleza, es decir han elaborado nuevos elementos, siempre usando los mismos ladrillos constitutivos: protones y neutrones.

          Para cada elemento existen en general varios isótopos. Algunos emiten radiaciones, son los isótopos radiactivos (o "radioisótopos"). Otros no las emiten, son los llamados isótopos estables del elemento en cuestión.

          Las reacciones químicas entre elementos se producen debido a la carga eléctrica que tienen los electrones que hay en cada átomo. Como la cantidad de electrones es la misma que la de protones, esto hace que las reacciones químicas de todos los isótopos de un mismo elemento sean todas iguales. Por ejemplo, al quemar carbono, no existe diferencia alguna si está quemando carbono 12 o carbono 14: la química de estos dos combustiones es idéntica. Nuestro organismo cuando respira incorpora carbono 12 ó 14 indistintamente. Este aspecto de los isótopos, aunque dificulta su separación, es de muy gran utilidad a la hora de las aplicaciones.

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