os núcleos Atômicos consistem de prótons e nêutrons, que atraem uns aos outros através da força nuclear, enquanto os prótons se repelem através da força elétrica devido à sua carga positiva. Estas duas forças competem, levando a que algumas combinações de nêutrons e prótons sejam mais estáveis do que outras. Neutrões estabilizam o núcleo, porque atraem protões, o que ajuda a compensar a repulsão eléctrica entre protões., Como resultado, à medida que o número de prótons aumenta, uma razão crescente de nêutrons para prótons é necessária para formar um núcleo estável; se muitos ou poucos nêutrons estão presentes em relação à razão ótima, o núcleo torna-se instável e sujeito a certos tipos de decaimento nuclear. Isótopos instáveis decaem através de várias vias de decaimento radioativo, mais comumente decaimento alfa, decaimento beta ou captura de elétrons. Muitos tipos raros de decaimento, tais como fissão espontânea ou decaimento de aglomerado, são conhecidos. (See Radioactive decay for details.,)
Isótopos de meia-vida. A região mais escura do isótopo mais estável se afasta da linha de prótons (Z) = nêutrons (N), Como o elemento número Z se torna maior.
dos primeiros 82 elementos da tabela periódica, 80 têm isótopos considerados estáveis. O 83º elemento, bismuth, era tradicionalmente considerado como tendo o isótopo estável mais pesado, bismuth-209, mas em 2003 pesquisadores em Orsay, França, mediram a semi-vida de 209
Bi
para ser 1,9×1019 anos., O tecnécio e o promécio (números atómicos 43 e 61, respectivamente) e todos os elementos com um número atómico superior a 82 apenas têm isótopos que se decompõem através do decaimento radioactivo. Não se espera que nenhum elemento por descobrir seja estável; portanto, o chumbo é considerado o elemento estável mais pesado. No entanto, é possível que alguns isótopos que são agora considerados estáveis sejam revelados a decair com semi-vidas extremamente longas (como com 209
Bi
). Esta lista mostra o que é acordado pelo consenso da comunidade científica a partir de 2019.,
para cada um dos 80 elementos estáveis, é dado o número dos isótopos estáveis. Espera-se que apenas 90 isótopos sejam perfeitamente estáveis, e um adicional 162 são energeticamente instáveis, mas nunca se observou decaimento. Assim, 252 isótopos (nuclídeos) são estáveis por definição (incluindo tântalo-180m, para o qual ainda não foi observado decaimento). Espera-se que as que possam vir a ser radioactivas tenham semi-vidas superiores a 1022 anos (por exemplo, xénon-134).
Em abril de 2019 foi anunciado que a semi-vida do xenon-124 tinha sido medida em 1,8 × 1022 anos., Esta é a semi-vida mais longa directamente medida para qualquer isótopo instável; apenas a semi-vida do telúrio-128 é mais longa.
Dos elementos químicos, apenas um elemento (tin) tem 10 tais isótopos estáveis, cinco, sete isótopos, oito foram seis isótopos, dez têm cinco isótopos, nove tem quatro isótopos, cinco tem três isótopos estáveis, 16 tem dois isótopos estáveis, e 26 de ter um único isótopo estável.
adicionalmente, cerca de 30 nuclídeos dos elementos que ocorrem naturalmente têm isótopos instáveis com uma semi-vida maior que a idade do Sistema Solar (~109 anos ou mais)., Um adicional de quatro nuclídeos tem meias-vidas de mais de 100 milhões de anos, o que é muito menos do que a idade do sistema solar, mas tempo suficiente para alguns deles terem sobrevivido. Estes 34 nuclídeos radioactivos naturais compreendem os nuclídeos radioactivos primordiais. O número total de nuclídeos primordiais é então 252 (os nuclídeos estáveis) mais os 34 nuclídeos primordiais radioativos, para um total de 286 nuclídeos primordiais. Este número está sujeito a mudança se novos primórdios de vida mais Curta forem identificados na Terra.,
um dos nuclídeos primordiais é o tântalo-180 m, que se prevê ter uma semi-vida superior a 1015 anos, mas nunca foi observado decaimento. A semi-vida ainda mais longa de 2,2 × 1024 anos de telúrio-128 foi medida por um método único de detecção de sua filha radiogênica xenônio-128 e é a mais longa semi-vida experimentalmente medida. Outro exemplo notável é o único isótopo natural de bismuto, bismuto-209, que tem sido previsto ser instável com uma semi-vida muito longa, mas tem sido observado decaimento., Por causa de suas longas semi-vidas, tais isótopos ainda são encontrados na terra em várias quantidades, e junto com os isótopos estáveis eles são chamados de isótopos primordiais. Todos os isótopos primordiais são dados por ordem de sua abundância decrescente na Terra.. Para uma lista de nuclídeos primordiais por ordem de meia-vida, veja a lista de nuclídeos.sabe-se que existem 118 elementos químicos. Todos os elementos do elemento 94 são encontrados na natureza, e o restante dos elementos descobertos são produzidos artificialmente, com isótopos todos conhecidos como altamente radioativos com semi-vidas relativamente curtas (ver abaixo)., Os elementos desta lista são ordenados de acordo com o tempo de vida de seu isótopo mais estável. Destes, três elementos (bismuto, tório e urânio) são primordiais porque têm meia vida o suficiente para ainda serem encontrados na terra, enquanto todos os outros são produzidos por decaimento radioativo ou são sintetizados em laboratórios e reatores nucleares. Apenas 13 dos 38 elementos conhecidos mas instáveis têm isótopos com uma semi-vida de pelo menos 100 anos., Todos os isótopos conhecidos dos restantes 25 elementos são altamente radioactivos; estes são utilizados na investigação académica e, por vezes, na indústria e na medicina. Alguns dos elementos mais pesados da tabela periódica podem ser revelados como tendo isótopos ainda não descobertos com vidas mais longas do que as listadas aqui.
Cerca de 338 nuclídeos são encontrados naturalmente na Terra. Estes incluem 252 isótopos estáveis, e com a adição dos 34 radioisótopos de longa duração com semi-vida superior a 100 milhões de anos, um total de 286 nuclídeos primordiais, como mencionado acima., Os nuclídeos encontrado naturalmente integram não só a 286 primordials, mas também incluem cerca de 52 duração mais curta isótopos (definida por uma meia-vida de menos de 100 milhões de anos, muito curto para que sobreviveu desde a formação da Terra) que são filhas de primordial isótopos (como o radium de urânio); ou, então, são feitas por energético processos naturais, tais como o carbono-14 feita a partir de azoto atmosférico pelo bombardeio de raios cósmicos.