Todos los elementos tienen varios isótopos diferentes, y esto tiende a aumentar con el aumento del número atómico. Su pregunta es sobre los isótopos más estables, que también son los más abundantes.
Al comienzo de la tabla periódica, los isótopos más estables tienen el mismo número de neutrones que protones (excluyendo el primer elemento, el hidrógeno). Esto continúa hasta que alcanzamos azufre, de número atómico, Z, igual a 16. El siguiente elemento, el cloro, con Z = 17, tiene 2 isótopos estables de abundancia comparable: Cl-35 y Cl-37, que tienen 18 y 20 neutrones respectivamente . Esta es la primera señal de que a medida que aumenta el número de protones en el núcleo, se necesitan aún más neutrones para estabilizarlo.
El mejor modelo actual del núcleo es el modelo de caparazón, pero no es difícil ver por qué se necesitan más neutrones. A medida que aumenta el número de protones, también aumentará la repulsión de Coulombic entre protones, y esto seguramente tendrá un efecto desestabilizador. El uranio, el elemento natural más pesado, con Z = 92, se encuentra principalmente en forma de U-238, cuyos núcleos tienen 146 neutrones, en comparación con 92 protones. ¡Eso es más del 50% más de neutrones que protones, en el isótopo más estable!
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Es solo una regla general que a medida que Z aumenta, la proporción de neutrones en el núcleo también aumenta. Comienza como 1: 1, y aumenta a aproximadamente 1: 1.5, y este aumento es necesario para contrarrestar los efectos de aumentar la repulsión de protones a protones.
