质子数相同而中子数不同的同种元素的不同原子。例如氢有三种同位素,
H氕、
H(或写作D)氘又叫重氢、
H(或写作T)氚又叫超重氢;碳有多种同位素,例如
C、
C、
C等。在19世纪末先发现了放射性同位素,随后又发现了天然存在的稳定同位素,并测定了同位素的丰度。大多数天然元素都存在几种稳定的同位素。同种元素的各种同位素质量不同,但化学性质几乎相同。许多同位素有重要的用途,例如
C是作为确定原子量标准的原子;
H、
H是制造氢弹的材料;
U是制造原子弹的材料和核反应堆的原料。同位素示踪法广泛应用于科学研究、工农业生产和医疗技术方面,例如用
O标记化合物确证了酯化反应的历程,
I用于甲状腺吸碘机能的实验等。
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