Izotopoj de karbono

Karbono (C) havas multajn konatajn izotopojn. La stabilaj izotopoj estas ¹²C kaj ¹³C. Estas konataj minimume 13 radioaktivaj izotopoj de karbono ekde ⁸C ĝis ²²C. El ili la plej stabila estas ¹⁴C kun duoniĝotempo 5,70±0,03 miloj da jaroj.

En naturo okazas 3 izotopoj de karbono: stabilaj ¹²C (98,93% de natura abundeco), ¹³C (1,07% de natura abundeco), kaj radioaktiva ¹⁴C (relativa enhavo proksimume 10⁻¹² en atmosfero).

La norma atompezo estas 12,0107(8) u.

¹²C estas de aparta graveco ĉar ĝi estas uzita kiel la normo de kiu atomaj masoj de ĉiuj izotopoj estas mezurataj, ĝia atompezo estas per difino 12.

Karbono estas sufiĉe malpeza elemento, tiel ke ĝiaj izotopoj konsiderinde malsamas je maso kaj do je fizikaj propraĵoj, kaj do okazas izotopa disiĝo en multaj naturaj procezoj, ekzemple dissolviĝo de CO₂ en ekvo, forvaporiĝo kaj kristaliĝo de CO₂ ktp.

¹⁴C rezultas per kapto per ¹⁴N de neŭtrono:

n + ¹⁴N → ¹⁴C + ¹H.

Ĉi tio okzas kun atmosfera azoto pro kosma radiado. Malmulto da ¹⁴C aperas ankaŭ en terkrusto.

Mezuro de enhavo de ¹⁴C en substancoj de biologia fonto estas bazo de radiokarbona datigo. Ĉiu viva estaĵo interŝanĝas per substancoj kun ĉirkaŭaĵo kaj do kvanto de ¹⁴C en ĝi estas en dinamika ekvilibro kun ĉirkaŭaĵo. ¹⁴C disfalas ene sed la nova ¹⁴C venas de ekstere. Post morto la interŝanĝo ĉesiĝas, la nova ¹⁴C plu ne alvenas kaj ĝia kvanto malpligrandiĝas pro disfalo. Per enhavo de ¹⁴C tiel eblas ekscii tempodaŭron kiu trapasis post morto de la viva estaĵo. Necesas tamen scii kiu kvanto da ¹⁴C estis tiam kiam la estaĵo vivis, ĉi tio ne estas facile kaj estas grava kaŭzo de malprecizeco de ĉi tiu datiga maniero.

¹⁴C estas ankaŭ la eligata partiklo en iuj okazoj de akumuliĝa disfalo de izotopoj de pli pezaj elementoj.

¹²C kaj ¹³C povas esti uzataj kiel temperaturaj traceantoj kiuj klarigas oceanan cirkuladon. Por plantoj pli simplas al uzi la izotopon ¹²C kiam ili konvertas sunlumon kaj karbonan duoksidon, tial planktono (libere flosantaj organismoj) prenas grandaj kvantoj de ¹²C enen la oceanoj. Se la oceanoj estas tavoliĝita (tavoloj de varma akvo proksima la supro, kaj glacia akvo pli profunda suben) la akvo ne povas cirkuli, tial kiam la planktono mortas ĝi alfundiĝas kaj portas ¹²C kun si, farante la surfacajn tavolojn relative riĉajn je ¹³C. Kie la malvarmaj akvoj iras de la profundo (norda Atlantiko) ĝi portas la ¹²C kun ĝi. Tial, kiam la oceano estis malpli tavoliĝita ol hodiaŭ, estis pli multo da ¹²C en skeletoj de la surfaco-loĝantaj specioj.

Tabelo

Izotopo	Z(p)	N(n)	Izotopa maso (u)	Duoniĝotempo	Atomkerna spino	Molea frakcio de la izotopo	Limigoj de natura variado de la molea frakcio
⁸C	6	2	8,037675(25)	2,0(4)×10⁻²¹ s [230(50) keV]	0+
⁹C	6	3	9,0310367(23)	126,5(9) ms	(3/2-)
¹⁰C	6	4	10,0168532(4)	19,290(12) s	0+
¹¹C	6	5	11,0114336(10)	20,334(24) min	3/2-
¹²C	6	6	12 per difino	Stabila	0+	0,9893(8)	0,98853-0,99037
¹³C	6	7	13,0033548378(10)	Stabila	1/2-	0,0107(8)	0,00963-0,01147
¹⁴C	6	8	14,003241989(4)	5,70(3)×10³ a	0+		<10⁻¹²
¹⁵C	6	9	15,0105993(9)	2,449(5) s	1/2+
¹⁶C	6	10	16,014701(4)	0,747(8) s	0+
¹⁷C	6	11	17,022586(19)	193(5) ms	(3/2+)
¹⁸C	6	12	18,02676(3)	92(2) ms	0+
¹⁹C	6	13	19,03481(11)	46,2(23) ms	(1/2+)
²⁰C	6	14	20,04032(26)	16(3) ms [14(+6-5) ms]	0+
²¹C	6	15	21,04934(54)#	<30 ns	(1/2+)#
²²C	6	16	22,05720(97)#	6,2(13) ms [6,1(+14-12) ms]	0+

Notoj

Mallongigoj de duoniĝotempo estas: a=jaro, d=diurno, h=horo, min=minuto, s=sekundo, ms=milisekundo, µs=mikrosekundo, ns=nanosekundo.
La precizeco de la izotopaj abundecoj kaj atompezo estas limigita per variadoj. La donitaj limigoj devus esti aplikeblaj al ĉiu normala surtera materialo.
Valoroj markitaj per # estas ne pure derivitaj de eksperimentaj datumoj, sed almenaŭ parte de sistemaj tendencoj. Spinoj kun malfortaj asignaj argumentoj estas enmetitaj en krampojn.
Necertecoj estas donitaj en konciza formo en krampoj post la respektivaj lastaj ciferoj. Necertecaj valoroj signifas unu norman diferencon, escepte de izotopa komponaĵo kaj norma atompezo de IUPAC kiuj uzas elvolvitajn necertecojn.

Vidu ankaŭ

Eksteraj ligiloj

Kategorio Izotopoj de karbono en la Vikimedia Komunejo (Multrimedaj datumoj)

Izotopaj masoj de Ame2003 pritakso de atomaj masoj Arkivigite je 2008-09-23 per la retarkivo Wayback Machine de G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault kaj O. Bersillon en Atomkerna Fiziko A729 (2003).
Izotopaj komponaĵoj kaj normaj atomaj masoj de Atompezoj de la eroj. Recenzo 2000 (Teknika raporto de IUPAC). Pure Appl. Chem. volumo 75, no. 6, pp. 683-800, (2003) kaj Atomaj pezoj peviziitaj (2005) Arkivigite je 2008-03-05 per la retarkivo Wayback Machine.
Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. La Nubase2003 pritakso de atomkernaj kaj disfalaj propraĵoj Arkivigite je 2011-07-16 per la retarkivo Wayback Machine, Nuc. Phys. 729, pp. 3-128 (2003).
Nacia Atomkerna Datuma Centro, Brookhaven Nacia Laboratorio. Informo ekstraktita de la NuDat 2.1 datumbazo (ekstraktita en septembro de 2005).
Karbono-14
Studado de stabilaj izotopoj Arkivigite je 2009-05-24 per la retarkivo Wayback Machine


1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
^*H																	^*He
^*Li	^*Be											^*B	^*C	^*N	^*O	^*F	^*Ne
^*Na	^*Mg											^*Al	^*Si	^*P	^*S	^*Cl	^*Ar
^*K	^*Ca	^*Sc	^*Ti	^*V	^*Cr	^*Mn	^*Fe	^*Co	^*Ni	^*Cu	^*Zn	^*Ga	^*Ge	^*As	^*Se	^*Br	^*Kr
^*Rb	^*Sr	^*Y	^*Zr	^*Nb	^*Mo	^*Tc	^*Ru	^*Rh	^*Pd	^*Ag	^*Cd	^*In	^*Sn	^*Sb	^*Te	^*I	^*Xe
^*Cs	^*Ba	¹	^*Hf	^*Ta	^*W	^*Re	^*Os	^*Ir	^*Pt	^*Au	^*Hg	^*Tl	^*Pb	^*Bi	^*Po	^*At	^*Rn
^*Fr	^*Ra	²	^*Rf	^*Db	^*Sg	^*Bh	^*Hs	^*Mt	^*Ds	^*Rg	^*Cn	^*Nh	^*Fl	^*Mc	^*Lv	^*Ts	^*Og

¹ Lantanoidoj			^*La	^*Ce	^*Pr	^*Nd	^*Pm	^*Sm	^*Eu	^*Gd	^*Tb	^*Dy	^*Ho	^*Er	^*Tm	^*Yb	^*Lu
² Aktinoidoj			^*Ac	^*Th	^*Pa	^*U	^*Np	^*Pu	^*Am	^*Cm	^*Bk	^*Cf	^*Es	^*Fm	^*Md	^*No	^*Lr