Tabel periodik
Masing-masing unsur memiliki nomor atom unik yang menunjukkan jumlah proton dalam intinya. Sebagian besar unsur memiliki jumlah netron yang berbeda untuk atom yang berbeda. Hal semacam ini dikenal sebagai isotop. Sebagai contoh, karbon memiliki tiga isotop alami: semua atom tersebut memiliki enam proton dan sebagian besarnya memiliki enam netron juga, tetapi sekitar satu persen mempunyai tujuh netron, dan sebagian renik mempunyai delapan netron. Isotop tidak disajikan terpisah dalam tabel periodik. Mereka selalu dikelompokkan bersama sebagai unsur tunggal. Massa atom unsur yang tidak memiliki isotop stabil diambil dari isotop yang "paling stabil", dituliskan di dalam kurung.
Nitrogen
Isotop berat N pertama kali ditemukan oleh S.M. Naudé pada tahun 1929, tidak lama setelah ditemukan isotop berat unsur tetangganya, oksigen dan karbon. Ini menyajikan salah satu tangkapan neutron termal terendah dari semua isotop. N sering digunakan dalam spektroskopi resonansi magnet inti (NMR) untuk menentukan struktur molekul yang mengandung nitrogen, karena spin inti fraksionalnya adalah satu setengah, yang menawarkan keuntungan untuk NMR seperti lebar garis yang lebih sempit. N, meskipun secara teoretis juga dapat digunakan, memiliki spin nuklir bulat dan dengan demikian memiliki momen quadrupol yang mengarah pada spektrum yang lebih luas dan kurang bermanfaat. NMR N tetap memiliki komplikasi yang tidak ditemui pada spektroskopi NMR yang lebih tinggi, H dan C. Kelimpahan alami N yang rendah (0,36%) secara signifikan mengurangi sensitivitas, masalah yang hanya diperparah oleh rasio giromagnetik yang rendah, (hanya 10,14% dari H). Alhasil, "signal-to-noise ratio" untuk H sekitar 300 kali lipat lebih besar daripada N pada kekuatan medan magnet yang sama. Hal ini dapat agak dikurangi dengan pengayaan isotop N melalui pertukaran kimia atau distilasi fraksional. Senyawa yang diperkaya N memiliki keuntungan bahwa dalam kondisi standar, mereka tidak mengalami pertukaran kimiawi atom nitrogen mereka dengan nitrogen di atmosfer, tidak seperti senyawa dengan isotop hidrogen, karbon, dan oksigen berlabel yang harus dijauhkan dari atmosfer. Rasio N:N umum digunakan dalam analisis isotop stabil di bidang geokimia, hidrologi, paleoklimatologi dan paleoseanografi, yang disebut "δ"N.