Un tipo de átomo es idéntico a cualquier otro átomo del mismo tipo por definición.
tl; dr: Dado que cada neutrón es igual a todos los demás neutrones, y cada protón es igual a todos los demás protones, y cada electrón es igual a todos los demás, eso significa que cada átomo con el mismo número de protones, neutrones y los electrones son los mismos que cualquier otro átomo con el mismo número de protones, neutrones y electrones.
Decimos que un átomo de hidrógeno es un átomo con un protón y un electrón, por lo que se excluye cualquier otro átomo que no sea idéntico a esa definición. Por supuesto, incluso dentro de esta definición podemos encontrar átomos de hidrógeno con diferentes propiedades llamadas isótopos (isótopos):
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Figura 1. Los átomos con el mismo número atómico pero de un isótopo diferente pueden tener diferencias menores pero notables.
Estos son átomos de hidrógeno con más o menos neutrones. Entonces, un átomo de hidrógeno puede ser más pesado que otro porque tiene más neutrones que el otro. Debido a esto, un isótopo de hidrógeno no es un sustituto perfecto para un isótopo diferente de hidrógeno. Pero entre los isótopos, cada átomo de hidrógeno del mismo isótopo es de hecho el mismo y puede reemplazar cualquier otro hidrógeno del mismo número isotópico.
Además, puede haber situaciones en las que un electrón se elimina o agrega a un átomo que lo convierte en un ion (Ion):
Figura 2. Esto muestra dos iones diferentes de hidrógeno, un catión que es un ion donde se elimina un electrón del átomo y un anión, que es un ion donde se agrega un electrón al átomo. Estos iones tienen propiedades radicalmente diferentes entre sí, así como el átomo de hidrógeno original.
Al convertir un átomo en un ion, le otorga propiedades radicalmente diferentes, sin embargo, ya no es un átomo, ahora se llama un ion. Si observa la Figura 2, puede ver que cuando convertimos hidrógeno en un ion al eliminar un electrón, pero un hidrógeno con un electrón menos no es un átomo de hidrógeno, en realidad es solo un protón.
Finalmente, un átomo puede tomar diferentes propiedades dependiendo de su entorno. Por ejemplo, el carbono por sí solo tendrá diferentes propiedades que un carbono en una molécula de dióxido de carbono. Por ejemplo, un átomo de carbono en una molécula de CO2 tendrá una mayor afinidad por los electrones que un átomo de carbono solitario (dióxido de carbono):
Figura 3. Dado que el oxígeno es más electronegativo que el carbono, el oxígeno extraerá parte de la carga negativa del carbono, haciendo que el átomo de carbono tenga una mayor afinidad por los electrones.
Sin embargo, si separáramos el carbono de los dos átomos de oxígeno, encontraríamos que el átomo de carbono es el mismo que antes y sigue siendo el mismo que cualquier otro átomo de carbono.
¿Por qué es este el caso? Debido a que un átomo se define como una partícula que contiene una cantidad exacta de electrones, una cantidad exacta de protones y una cantidad exacta de neutrones. Dado que cada neutrón es igual a todos los demás neutrones, y cada protón es igual a todos los demás protones, y cada electrón es igual que cualquier otro electrón, eso significa que cada átomo con el mismo número de protones, neutrones y electrones es el igual que cualquier otro átomo con el mismo número de electrones, neutrones y protones.
