Per gli elementi leggeri (in basso a sinistra del grafico), gli isotopi stabili sono quelli con lo stesso numero di protoni e neutroni e quindi la “linea di stabilità” segue la linea retta di N = Z. Ad esempio, l’isotopo stabile carbonio-12 ha 6 protoni e 6 neutroni.

Se avessimo una linea retta fino in fondo, questo ci direbbe che gli isotopi stabili hanno lo stesso numero di neutroni dei protoni. Tuttavia, questo non è il caso. La linea curva verso l’alto., Gli isotopi stabili degli elementi più pesanti (in alto a destra del grafico) hanno più neutroni che protoni. Ad esempio, Gold-197 è stabile. Contiene 79 protoni e 118 neutroni.

I neutroni in un nucleo possono essere pensati come una sorta di colla per tenere insieme il nucleo. I protoni caricati positivamente si trovano in uno spazio molto ristretto ma preferirebbero non esserlo, a causa del fatto che si respingono a vicenda.

Tuttavia, protoni e neutroni sono tutti attratti l’uno dall’altro come risultato di un’altra forza – la forza nucleare forte (vedi sotto)., I neutroni non contribuiscono alcun effetto repulsivo perché sono neutrali. Quindi avere più neutroni intorno può aiutare a tenere insieme il nucleo. Si noti che nessuna quantità di neutroni può tenere insieme un nucleo una volta che ha più di 82 protoni – la linea si ferma a Z = 82! Tutti gli elementi con un numero atomico maggiore di 82 hanno solo isotopi instabili.