nucleele atomice constau din protoni și neutroni, care se atrag reciproc prin forța nucleară, în timp ce protonii se resping reciproc prin forța electrică datorită încărcării lor pozitive. Aceste două forțe concurează, ceea ce duce la unele combinații de neutroni și protoni fiind mai stabile decât altele. Neutronii stabilizează nucleul, deoarece atrag protoni, ceea ce ajută la compensarea repulsiei electrice între protoni., Ca urmare, numărul de protoni crește, un raport mare de neutroni, protoni este necesar pentru a forma un nucleu stabil; dacă prea mulți sau prea puțini neutroni sunt prezente cu privire la raportul optim, nucleul devine instabil și supus anumitor tipuri de dezintegrare nucleară. Izotopii instabili se descompun prin diferite căi de dezintegrare radioactivă, cel mai frecvent dezintegrare alfa, dezintegrare beta sau captare de electroni. Sunt cunoscute multe tipuri rare de dezintegrare, cum ar fi fisiunea spontană sau dezintegrarea clusterului. (Vezi dezintegrarea radioactivă pentru detalii.,)
Izotop de înjumătățire. Regiunea izotopică mai stabilă mai întunecată se îndepărtează de linia protonilor (Z) = neutroni (N), deoarece numărul elementului Z devine mai mare.din primele 82 de elemente din tabelul periodic, 80 au izotopi considerați stabili. Elementul 83, bismutul, a fost considerat în mod tradițional ca având cel mai greu izotop stabil, bismutul-209, dar în 2003 cercetătorii din Orsay, Franța, au măsurat timpul de înjumătățire al 209
Bi
pentru a fi 1.9×1019 ani., Technețiu și prometiu (numerele atomice 43 și respectiv 61) și toate elementele cu un număr atomic peste 82 au doar izotopi despre care se știe că se descompun prin dezintegrare radioactivă. Nu se așteaptă ca elementele nedescoperite să fie stabile; prin urmare, plumbul este considerat cel mai greu element stabil. Cu toate acestea, este posibil ca unii izotopi care sunt considerați acum stabili să se descompună cu timpi de înjumătățire extrem de lungi (ca în cazul 209
Bi
). Această listă descrie ceea ce este convenit prin consensul comunității științifice din 2019.,pentru fiecare dintre cele 80 de elemente stabile, este dat numărul izotopilor stabili. Se așteaptă ca doar 90 de izotopi să fie perfect stabili, iar alți 162 sunt instabili din punct de vedere energetic, dar nu au fost niciodată observați să se descompună. Astfel, 252 de izotopi (nuclizi) sunt stabili prin definiție (inclusiv tantal-180m, pentru care nu sa observat încă o degradare). Cei care ar putea fi găsiți în viitor radioactivi sunt așteptați să aibă timpi de înjumătățire mai mari de 1022 de ani (de exemplu, xenon-134).în aprilie 2019 a fost anunțat că timpul de înjumătățire al xenon-124 a fost măsurat la 1, 8 × 1022 ani., Acesta este cel mai lung timp de înjumătățire măsurat direct pentru orice izotop instabil; numai timpul de înjumătățire al teluriului-128 este mai lung.
De elemente chimice, doar un singur element (nif) a 10 astfel de izotopi, cinci au șapte izotopi, opt au șase izotopi, zece au cinci izotopi, nouă au patru izotopi, cinci au trei izotopi, 16 au doi izotopi și 26 au un singur izotop stabil.în plus, aproximativ 30 de nuclizi ai elementelor care apar în mod natural au izotopi instabili cu un timp de înjumătățire mai mare decât vârsta Sistemului Solar (~109 ani sau mai mult)., Alți patru nuclizi au timpi de înjumătățire mai mari de 100 de milioane de ani, ceea ce este mult mai mic decât vârsta sistemului solar, dar suficient de lung pentru ca unii dintre ei să fi supraviețuit. Acești 34 de nuclizi radioactivi naturali cuprind nuclizii primordiali radioactivi. Numărul total de nuclizi primordiali este apoi de 252 (nuclizii stabili) plus 34 de nuclizi primordiali radioactivi, pentru un total de 286 de nuclizi primordiali. Acest număr poate fi modificat dacă pe Pământ sunt identificate noi primordiale cu viață mai scurtă.,unul dintre nuclizii primordiali este tantal-180m, care se preconizează că va avea un timp de înjumătățire de peste 1015 ani, dar nu a fost observat niciodată să se descompună. Timpul de înjumătățire mai lung de 2,2 × 1024 ani al teluriului-128 a fost măsurat printr-o metodă unică de detectare a fiicei sale radiogene xenon-128 și este cel mai lung timp de înjumătățire măsurat experimental. Un alt exemplu notabil este singurul izotop natural al bismutului, bismutul-209, care a fost prezis a fi instabil cu un timp de înjumătățire foarte lung, dar a fost observat să se descompună., Datorită timpului lor de înjumătățire lung, astfel de izotopi se găsesc încă pe Pământ în diferite cantități și, împreună cu izotopii stabili, se numesc izotopi primordiali. Toți izotopii primordiali sunt date în ordinea abundenței lor descrescătoare pe Pământ.. Pentru o listă de nuclizi primordiali în ordinea timpului de înjumătățire, a se vedea lista de nuclizi.118 elemente chimice sunt cunoscute a exista. Toate elementele elementului 94 se găsesc în natură, iar restul elementelor descoperite sunt produse artificial, cu izotopi cunoscuți a fi foarte radioactivi, cu timpi de înjumătățire relativ scurți (vezi mai jos)., Elementele din această listă sunt ordonate în funcție de durata de viață a izotopului lor cel mai stabil. Dintre acestea, trei elemente (bismut, toriu și uraniu) sunt primordiale, deoarece acestea au de înjumătățire suficient de lung pentru a fi găsit încă pe Pământ, în timp ce toate celelalte sunt produse de dezintegrare radioactivă sau sunt sintetizate în laboratoare și reactoare nucleare. Doar 13 din cele 38 de elemente cunoscute, dar instabile, au izotopi cu un timp de înjumătățire de cel puțin 100 de ani., Fiecare izotop cunoscut al celor 25 de elemente rămase este foarte radioactiv; acestea sunt utilizate în cercetarea academică și uneori în industrie și medicină. Unele dintre elementele mai grele din tabelul periodic pot fi dezvăluite că au izotopi încă nedescoperiți, cu durate de viață mai lungi decât cele enumerate aici.aproximativ 338 de nuclizi se găsesc în mod natural pe Pământ. Acestea cuprind 252 izotopi, și cu adaos de 34 de lungă durată radioizotopi cu jumătate trăiește mai mult de 100 de milioane de ani, un total de 286 primordial nuclizi, după cum sa menționat mai sus., De nuclizi găsește în mod natural cuprinde nu numai 286 primordials, dar includ, de asemenea, aproximativ 52 de mai scurtă durată izotopi (definit de o jumătate de viață de mai puțin de 100 de milioane de ani, prea scurtă pentru a fi supraviețuit de la formarea Pământului), care sunt fiice ale primordial izotopi (cum ar fi de radiu de uraniu); sau sunt făcute de energic procese naturale, cum ar fi carbon-14 a făcut din azotul atmosferic prin bombardament de la razele cosmice.