Атомы одного элемента могут иметь разное число нейтронов. Ядра с одинаковым Z, но разным A называют изотопами. У них одинаковые химические свойства (одинаковая электронная оболочка), но разная масса и часто разная ядерная устойчивость.
Пример: водород имеет три изотопа — протий ₁¹H (один протон, нейтронов нет), дейтерий ₁²H (протон и нейтрон) и тритий ₁³H (протон и два нейтрона, радиоактивен). У углерода важны ₆¹²C (стабильный) и ₆¹⁴C (радиоактивный, применяется для датировки).
Ядра с одинаковым A называют изобарами (например, ₆¹⁴C и ₇¹⁴N), а с одинаковым числом нейтронов N — изотонами. Атомная масса элемента в таблице — это средневзвешенное по природной смеси изотопов; поэтому у хлора она ≈ 35,45, хотя ядер с дробным A не бывает.