在化學元素周期表中，多數的“位置”同時都有幾位“主人”共同占據著，這就是處於同一位置的“同位素”。同位素的發現，不僅豐富了化學元素的概念，而且還為日後化學學科開辟廣闊的新領域作出了重大的貢獻。
同位素的含義
同位素是具有相同原子序數的同一化學元素的兩種或多種原子之一，在元素周期表上占有同一位置，化學行為幾乎相同，但原子質量或質量數不同。在自然界中許多元素都有同位素，同位素有的是天然存在的，有的是人工製造的；有的有放射性，有的沒有放射性。
新疑惑出現了
19世紀末期，由於電子、X射線和放射性的發現，人類的認識已經開始深入到原子的內部。截至1907年，已經被分離出來的並且加以研究的放射性元素就近30種。從表麵上看這是一件好事，因為人們的認識在不斷加深，但從另一個角度想，這樣一來，原有的元素周期表沒有可以容納它們的空位。但令人不解的是，盡管有些化學元素的放射性不同，但化學性質卻完全一樣，根本沒有辦法把它們分開。
“同位素”的提出
根據大量的這類事實，到了1910年，索迪終於提出了著名的同位素假說，即：存在有原子量和放射性不同，但化學性質完全一樣的化學元素的變種，這些變種在元素周期表中應該處於同一個位置上，因此這些化學元素的變種被命名為“同位素”。
假說得到響應
自從索迪將同位素作為一種假說提出來以後，勇於接受新事物的阿斯頓立即以極大的熱忱接受了它。阿斯頓仔細地研讀了索迪的理論，當即認為這一假說是可以成立的，隨後，在他的各項實驗中，阿斯頓都大膽地采用同位素的概念對一些問題做解釋說明。一切顯得合理而自然，這更加堅信了阿斯頓對同位素的信仰。一般來說，質子數為偶數的元素，可有較多的穩定同位素，而且通常不會少於3個，而質子數為奇數的元素，一般隻有一個穩定核素，其穩定同位素從不會多於兩個。
知識小筆記
阿斯頓曾經采用分餾技術以及擴散法，將氖進行分離，最後再精確地測定它們的原子量，由此就證實了Ne20和Ne22的存在。