# نظائر الأكسجين

للأكسجين (O) ثلاثة نظائر مستقرة وهي أكسجين-16 وأكسجين-17 وأكسجين-18. هنالك العديد من النظائر المشعة للأكسجين التي تتراوح أعداد الكتلة لها بين 12 و 24 وهي قصيرة العمر. أطول هذه النظائر المشعة عمراً هو النظير أكسجين-15 $^{15}$O الذي له عمر نصف 122.24 ثانية، في حين أن أقصرها هو النظير أكسجين-12 بعمر نصف قدره 580×10$^{−24}$ ثانية.

## النظائر المستقرة

يتكون الأكسجين الطبيعي من ثلاثة نظائر مستقرة، وهي أكسجين-16 $^{16}$O وأكسجين-17 $^{17}$O وأكسجين-18 $^{18}$O. يعد أكسجين-16 النظير الأكثر وفرة من بين نظائر الأكسجين (99.762 ٪).
تعد الوفرة النسبية والمطلقة للنظير $^{16}$O عالية لأنه منتج رئيسي لتطور النجوم، ولأنه نظير أولي، أي أنه يمكن أن يصنع في النجوم التي هي أصلاً مكونة من الهيدروجين.
أغلب $^{16}$O تشكّل في نهاية عملية تخليق العناصر في النجوم، حيث يشكل تفاعل ألفا الثلاثي كربون-12 $^{12}$C والذي يلتقط جسيم ألفا إضافي $^4$He ليعطي $^{16}$O، بالإضافة إلى عملية احتراق النيون.
كلا $^{17}$O و $^{18}$O هي نظائر ثانوية، مما يعني أن الاصطناع النووي لها يتطلب وجود نواة بذرة لذلك. يتشكل أكسجين-17 $^{17}$O بشكل أساسي من احتراق الهيدروجين إلى الهيليوم خلال دورة كربون-نيتروجين-أكسجين، مما يجعله نظيراً شائعاً في مناطق احتراق الهيدروجين في النجوم. ينتج معظم أكسجين-18 $^{18}$O عندما يلتقط نيتروجين-14 $^{14}$N نواة $^4$He مما يجعل وجوده محتملاً في المناطق الغنية بالهيليوم في النجوم.
تستخدم نسبة النظير أكسجين-16 $^{16}$O إلى أكسجين-18 $^{18}$O في تقييم التغيرات المناخية في علم المناخ القديم. بما أن جزيئات الماء الحاوية على النظائر الأخف من الأكسجين لها قدرة أكبر على التبخر وعلى التساقط، فإن الماء العذب من الثلج القطبي يحوي نسبة أقل من النظير أكسجين-18 (0.1981%) مقارنة مع الهواء (0.204%) ومياه البحار (0.1995%).

## النظائر المشعة

هنالك أربع عشر نظيراً مشعاً للأكسجين، أكثرها ثباتاً: النظير أكسجين-15 $^{15}$O بعمر نصف 122.24 ثانية والنظير $^{14}$O بعمر نصف 70.606 ثانية. لباقي النظائر المشعة أعمار نصف أقل من 27 ثانية، وأغلبها لها عمر نصف أقل من 83 ميلي ثانية.
أكثر نمط اضمحلال اشعاعي للنظائر الأخف من النظائر الثابتة (أقل من 16) هو إصدار البوزيترونات إلى النيتروجين بالإضافة إلى اضمحلال بيتا إلى الفلور.

## جدول النظائر

| الرمز | Z(ب) | N(ن) | كتلة النظير (u) | عمر النصف | نمط الاضمحلال | ناتج الاضمحلال | لف مغزلي | تركيب النظائر التمثيلي (كسر مولي) | مجال التفاوت الطبيعي (كسر مولي) |
| $^{12}$O | 8 | 4 | 12.034405 | 580×10$^{−24}$ s [0.40 ميغا إلكترون فولت] | 2p 60.0% | $^{10}$C | 0+ | | |
| $^{12}$O | 8 | 4 | 12.034405 | 580×10$^{−24}$ s [0.40 ميغا إلكترون فولت] | p 40.0% | $^{11}$N | 0+ | | |
| $^{13}$O | 8 | 5 | 13.024812 | 8.58 ميلي ثانية | β$^+$ 89.1% | $^{13}$N | (3/2-) | | |
| $^{13}$O | 8 | 5 | 13.024812 | 8.58 ميلي ثانية | β$^+$, p 10.9% | $^{12}$C | (3/2-) | | |
| $^{14}$O | 8 | 6 | 14.00859625 | 70.598 ثانية | β$^+$ | $^{14}$N | 0+ | | |
| $^{15}$O | 8 | 7 | 15.0030656 | 122.24 ثانية | β$^+$ | $^{15}$N | 1/2- | | |
| $^{16}$O | 8 | 8 | 15.99491461956 | مستقر | مستقر | مستقر | 0+ | 0.99757 | 0.99738- 0.99776 |
| $^{17}$O | 8 | 9 | 16.99913170 | مستقر | مستقر | مستقر | 5/2+ | 3.8×10$^{−4}$ | 3.7×10$^{−4}$- 4.0×10$^{−4}$ |
| $^{18}$O | 8 | 10 | 17.9991610 | مستقر | مستقر | مستقر | 0+ | 2.05×10$^{−3}$ | 1.88×10$^{−3}$- 2.22×10$^{−3}$ |
| $^{19}$O | 8 | 11 | 19.003580 | 26.464 ثانية | β$^−$ | $^{19}$F | 5/2+ | | |
| $^{20}$O | 8 | 12 | 20.0040767 | 13.51 ثانية | β$^−$ | $^{20}$F | 0+ | | |
| $^{21}$O | 8 | 13 | 21.008656 | 3.42 ثانية | β$^−$ | $^{21}$F | (1/2,3/2,5/2)+ | | |
| $^{22}$O | 8 | 14 | 22.00997 | 2.25 ثانية | β$^−$ 78.0% | $^{22}$F | 0+ | | |
| $^{22}$O | 8 | 14 | 22.00997 | 2.25 ثانية | β$^−$, n 22.0% | $^{21}$F | 0+ | | |
| $^{23}$O | 8 | 15 | 23.01569 | 82 ميلي ثانية | β$^−$, n 57.99% | $^{22}$F | 1/2+# | | |
| $^{23}$O | 8 | 15 | 23.01569 | 82 ميلي ثانية | β$^−$ 42.0% | $^{23}$F | 1/2+# | | |
| $^{24}$O | 8 | 16 | 24.02047 | 65 ميلي ثانية | β$^−$, n 57.99% | $^{23}$F | 0+ | | |
| $^{24}$O | 8 | 16 | 24.02047 | 65 ميلي ثانية | β$^−$ 42.01% | $^{24}$F | 0+ | | |
| $^{26}$O | 8 | 18 | | 40 نانو ثانية | β$^−$ | $^{26}$F | | | |
| $^{26}$O | 8 | 18 | | 40 نانو ثانية | n | $^{25}$O | | | |
* ↑ النظائر المستقرة بالخط الغليظ
* 1 2 النسبة بين $^{16}$O و $^{18}$O تستخدم في تقييم المعطيات في علم المناخ القديم
* ↑ يستخدم في دراسات مطيافية الرنين المغناطيسي النووي لتحديد الطرق الاستقلابية
* ↑ يستخدم في دراسة الطرق الاستقلابية