通过前几集的介绍，我们已经理解，碳元素的化学性质来源于它外层电子的分布，那么让我们进入碳元素的原子核，看看碳原子核会赋予碳什么样的性质，我们能如何利用它。

碳原子的示意图，仅仅是示意而已，实际上原子核比这要小的多。电子围绕原子核运行的情况完全不同于我们80年代看到的代表科学的原子模型，没有固定的轨迹，而是呈电子云一样的分布。

碳比较稳定的同位素有三种，碳12，碳13和碳14。前面提到，碳12是由三个氦原子在恒星内部聚合而成的，也是自然界中存在最多的，所以一般提到碳的原子量都会认为是12。

然而当我们打开元素周期表，翻阅其中碳的原子量的时候，为什么会清清楚楚白纸黑字写着碳原子量：12.011。其实这个数字是碳元素各种同位素的平均原子量。

其实历史上，科学家们也曾经为了这个问题而伤脑筋过，最早假定氢原子是单位1，但是问题在于氢元素也有几种同位素，不信你去看看现在的元素周期表上，氢的原子量是不是1.0079？

元素周期表上每个元素的原子量都是带小数的，现在你明白为什么了吧？

有人会说，这还不简单，就用氢1原子的原子量来作为基本单位不就行了吗？其实没那么简单，我们知道原子是由原子核和核外电子组成的，原子核里有质子和中子，通过胶子结合在一起。电子的质量只是质子质量的1/1836，可以忽略不计，但是质子质量和中子质量也有很小的区别，一个是电子的1836倍，一个是1839倍。如果氢1原子核的质量是1，那氘原子核的质量就要比2略大一点点了。所以严格来说，高级元素（比如碳、氧甚至金）的原子质量并不是氢1原子的整数倍。

质子（Proton）和中子（Neutron）是一对双胞胎，质量却有些微小的差别。

更何况，还有一个问题，氘原子核是由一个质子和一个中子组成的，那么当然氘原子核的质量应该等于1个质子 一个中子的质量，然而事实并非如此，氘原子核比后者要轻千分之一左右。这是怎么回事？难道质量守恒定律在原子核内失效了？