Nuclizii sunt atomi cu un număr stabilit de protoni și neutroni. De obicei, un izotop al unui element, ele pot fi stabili sau instabile. Nuclizii instabili sunt radioactivi. Există aproximativ 1,700 de nuclizi cunoscuți, dintre care 1,400 sunt radioactivi.
Termenii „nuclid” și „izotop” sunt uneori folosiți interschimbabil, dar nu sunt sinonimi. Izotopii sunt seturi ale aceluiași element care au un număr diferit de neutroni. Izotopii sunt nuclizi, dar nuclizii nu sunt neapărat izotopi.
Elementele sunt definite de numărul de protoni pe care îi dețin. Tabelul periodic al elementelor este aranjat după numărul de protoni din fiecare element. Fiecare element din Tabelul Periodic este un nuclid, la fel ca toți izotopii fiecărui element.
Noțiunea științifică pentru un nuclid este de obicei scrisă AZX. X reprezintă simbolul elementului, Z reprezintă numărul de protoni sau numărul atomic, iar A reprezintă numărul de masă sau numărul de protoni plus neutroni din element. De exemplu, noțiunea de litiu este scrisă 73Li. Acest lucru ne spune că litiul conține trei protoni și patru neutroni, deoarece 7 minus 3 este 4. Litiul are, de asemenea, mai mulți izotopi, cum ar fi 63L, scris ca litiu-6. Litiu-6 conține doar trei neutroni.
Protonii se resping în mod natural unul pe altul, deoarece toți poartă o sarcină pozitivă, astfel încât influența stabilizatoare a neutronilor este cea care menține un element intact. Dacă nuclidul este ușor, acesta este de obicei stabil când numărul de protoni și neutroni este egal sau aproape egal. Cu cât elementul este mai greu, cu atât este mai mare raportul dintre neutroni și protoni necesar pentru a-l face stabil.
Nuclizii instabili sunt radioactivi și sunt fie naturali, fie fabricați artificial. Există trei tipuri de radiații pe care le emite un nuclid instabil: particule alfa sau beta sau raze gamma. Particulele alfa și beta sunt destul de inofensive, deoarece pot fi ușor împiedicate să intre în organism. Razele gamma sunt însă extrem de dăunătoare și de aceea elementele radioactive sunt considerate atât de periculoase. Descompunerea unui nuclid instabil se numește descompunere radioactivă.
Un nuclid instabil se descompune în cele din urmă într-un nuclid stabil. Fiecare nuclid radioactiv are o rată fixă de dezintegrare, cunoscută sub numele de timp de înjumătățire. Cunoașterea timpului de înjumătățire al anumitor elemente și măsurarea raporturilor dintre nuclizi stabili și instabili prezenți într-un obiect dat le permite oamenilor de știință să dateze fosilele și artefactele.
Centralele nucleare folosesc, de asemenea, nuclizi pentru a crea energie printr-un proces numit fisiune. Având loc într-un reactor nuclear, fisiunea descompune nuclizii mai grei în alții mai ușori. Această reacție eliberează energie care este valorificată de plantă. Energia nucleară este adesea considerată periculoasă deoarece nuclidul folosit în procesul de fisiune, uraniul-235, este un izotop radioactiv.