同一元素中质子数相同、中子数不同的各种原子互为同位素。如氢有氕（H）、氘（D，重氢）、氚（T，超重氢）三种同位素。
同位素在元素周期表上占有同一位置，化学性质几乎相同（氕、氘和氚的性质有些微差异）。
碳（C）的同位素共有十五种（碳8至碳22），其中碳12和碳13属稳定型，其余的均带放射性。碳12是国际单位制中定义摩尔的尺度，以12克碳12中含有的原子数为1摩尔。碳14通过宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生。碳-14呼气试验用来检测人体是否感染幽门螺杆菌。
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