Теория изотопов берет свое начало из гигантского потока прогресса человеческого познания,начавшегося после открытия радиоактивности.
Можно думать, что в этом случае, если бы радиоактивных явлений не существовало, изотопы были бы открыты методом положительных лучей.
Но в таком случае прогресс был бы чрезвычайно медленным и было бы почти невозможным по объяснению этому явлению, которое даёт теория ядра Эрнеста Резерфорда.
В 1906г. Болтвуд открыл новый элемент из группы радиоактивных, который он называл ионием и описал его, как имеющий химические свойства, одинаковые с таковыми тория.
Их сходство оказалось столь большим, что, когда соли этих двух элементов были случайно смешаны, Болтвуд не нашел возможным вновь их разделить путем какого-либо химического процесса.
Болтвуд, будучи занят экспериментальным доказательством того, что ионий является веществом, из которого происходит радий, дальнейших исследований в этом направлении не произвел.
Но эта работа была позднее предпринята Марквальдом и Кетманом в Берлине.
Благодаря быстрому развитию радиоактивных методов, мы теперь имеем в своем распоряжении способы обнаружения изменений концентрации неслыханной точности сравнительно с теми способами, которые находились в распоряжении недавних исследований редких земель.
И несмотря на это, в результате терпеливого и кропотливого труда нескольких лет не было замечено никаких признаков разделения иония и тория.
Химическое подобие между этими элементами совершенно иного порядка, чем подобие, наблюдаемое между элементами редких земель, и столь близко подходит к полной тождественности, что даже самая критическая мысль должна ее признать.
Этот результат особенно строго был проверен Ауэром фон Бельсбахом, который мог применить к исследованию вопроса свой большой опыт предыдущих исследований редких земель.
Вскоре Марквальд и Содди показали, что мезоторий, открытый Ганом в 1907г. химически неотделим от радия
Подобная же химическая идентичность представлялась очень возможной в ряде других случаев радиоактивных элементов.
Некоторые закономерности в этих явлениях были отмечены Ганом и Мейтнер. Общие итоги этих наблюдений было превосходно подведены Содди, в его обзоре радиоактивных явлений в 1910г. Где он говорит;
Эти закономерности могут быть приняты как начало некоторых новых обобщений, которые прольют свет не только на радиоактивные процессы, но также вообще на элементы и на периодической закон.
Правда, очевидность химической тождественности не одинакова во всех предыдущих случаях, однако, полные тождества иония, тория и радиотория, радия и мезотория l, свинца и радия D можно считать вполне доказанными.
Факт что элементы различных атомных весов могут обладать одинаковыми свойствами, может, иметь особенно важное значение в области негативных элементов, где отсутствие второй радиоактивной природы делает невозможным обнаружение подобной химической тождественности.
Теперь химическая однородность уже не является гарантией того, что данный элемент не есть смесь нескольких с различными атомными весами или что атомный вес не среднее число.
Постоянство атомного веса, независимое от источника материала, не может служить полным доказательством его однородности, так как, подобно радиоактивным элементам, генетические зависимости могли привести к начальному постоянству соотношения между числами отдельных индивидуальных атомов.
Которого не мог нарушить никакой последующий естественный или искусственный химический процесс.
Если это действительно имеет место, то отсутствие простых численных соотношений между атомными весами становится менее удивительным.