Isotop oksigen

Oksigen (8O) memiliki tiga isotop stabil: 16O, 17O, dan 18O.

Isotop radioaktif oksigen mulai dari 11O hingga 28O juga telah dikarakterisasi, semuanya berumur pendek. Radioisotop yang berumur paling panjang adalah 15O dengan waktu paruh  detik, sedangkan isotop yang berumur paling pendek adalah 11O dengan waktu paruh  yoktodetik (meskipun waktu paruh 27O dan 28O yang tidak terikat neutron masih belum diketahui).

Daftar isotop

|-
| 
| style="text-align:right" | 8
| style="text-align:right" | 3
| 
|  ydtk[]
| 2p
| 
| (3/2−)
|
|
|-
| 
| style="text-align:right" | 8
| style="text-align:right" | 4
| 
| (3,3) zdtk
| 2p
| 
| 0+
| 
| 
|-
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 8
| rowspan=2 style="text-align:right" | 5
| rowspan=2|
| rowspan=2| mdtk
| β+ ()
| 
| rowspan=2|(3/2−)
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β+p ()
| 
|-
| 
| style="text-align:right" | 8
| style="text-align:right" | 6
| 
|  dtk
| β+
| 
| 0+
|
|
|-
| 
| style="text-align:right" | 8
| style="text-align:right" | 7
| 
|  dtk
| β+
| 
| 1/2−
|
|
|-
| 
| style="text-align:right" | 8
| style="text-align:right" | 8
| 
| colspan="3" style="text-align:center;"|Stabil
| 0+
| colspan="2" style="text-align:center;"|[, ]
|-
| 
| style="text-align:right" | 8
| style="text-align:right" | 9
| 
| colspan="3" style="text-align:center;"|Stabil
| 5/2+
| colspan="2" style="text-align:center;"|[, ]
|-
| 
| style="text-align:right" | 8
| style="text-align:right" | 10
| 
| colspan="3" style="text-align:center;"|Stabil
| 0+
| colspan="2" style="text-align:center;"|[, ]
|-
| 
| style="text-align:right" | 8
| style="text-align:right" | 11
| 
|  dtk
| β−
| 
| 5/2+
|
|
|-
| 
| style="text-align:right" | 8
| style="text-align:right" | 12
| 
|  dtk
| β−
| 
| 0+
|
|
|-
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 8
| rowspan=2 style="text-align:right" | 13
| rowspan=2|
| rowspan=2| dtk
| β−
| 
| rowspan=2|(5/2+)
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β−n ?
|  ?
|-
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 8
| rowspan=2 style="text-align:right" | 14
| rowspan=2|
| rowspan=2| dtk
| β− (> )
| 
| rowspan=2|0+
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β−n (< )
| 
|-
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 8
| rowspan=2 style="text-align:right" | 15
| rowspan=2|
| rowspan=2| mdtk
| β− ()
| 
| rowspan=2|1/2+
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β−n ()
| 
|-
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 8
| rowspan=2 style="text-align:right" | 16
| rowspan=2|
| rowspan=2|(4,5) mdtk
| β− ()
| 
| rowspan=2|0+
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β−n ()
| 
|-
| 
| style="text-align:right" | 8
| style="text-align:right" | 17
| 
|  zdtk
| n
| 
| 3/2+#
|
|
|-
| 
| style="text-align:right" | 8
| style="text-align:right" | 18
| 
| (3,3) pdtk
| 2n
| 
| 0+
|
|
|-
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 8
| rowspan=2 style="text-align:right" | 19
| rowspan=2|#
| rowspan=2|<  ndtk
| n ?
|  ?
| rowspan=2|3/2+#
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| 2n ?
|  ?
|-
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 8
| rowspan=2 style="text-align:right" | 20
| rowspan=2|#
| rowspan=2|<  ndtk
| 2n ?
|  ?
| rowspan=2|0+
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β− ()
|

Isotop stabil

Oksigen alami terbuat dari tiga isotop stabil, 16O, 17O, dan 18O, dengan 16O yang paling melimpah (99,762% kelimpahan alami). Tergantung pada sumber terestrial, berat atom standarnya bervariasi dalam kisaran [, ] (nilai konvensionalnya adalah 15,999).

16O memiliki kelimpahan relatif dan absolut yang tinggi karena merupakan produk utama evolusi bintang dan karena merupakan isotop primer, artinya ia dapat dibuat oleh bintang yang awalnya hanya hidrogen saja. Kebanyakan 16O disintesis pada akhir proses fusi helium di bintang; reaksi alfa tripel menciptakan 12C, yang menangkap inti 4He tambahan untuk menghasilkan 16O. Proses pembakaran neon akanmenghasilkan 16O tambahan.

Baik 17O maupun 18O adalah isotop sekunder, yang berarti sintesisnya membutuhkan inti biji. 17O terutama dibuat dengan membakar hidrogen menjadi helium dalam siklus CNO, menjadikannya sebuah isotop umum di zona pembakaran hidrogen bintang. Kebanyakan 18O dihasilkan ketika 14N (dihasilkan berlimpah dari pembakaran CNO) menangkap inti 4He, menjadi 18F. 18F dengan cepat meluruh menjadi 18O membuat isotop ini umum di zona bintang yang kaya helium. Diperlukan sekitar 109 kelvin untuk menggabungkan oksigen menjadi belerang.

Pengukuran rasio 18O/16O sering digunakan untuk menginterpretasikan perubahan paleoklimat. Oksigen di udara bumi terdiri dari  16O,  17O dan  18O. Molekul air dengan isotop yang lebih ringan sedikit lebih mungkin untuk menguap dan lebih kecil kemungkinannya untuk jatuh sebagai presipitasi, sehingga air tawar Bumi dan es kutub memiliki sedikit lebih sedikit () 18O daripada udara () atau air laut (). Disparitas ini memungkinkan analisis pola suhu melalui inti es bersejarah.

Beberapa sampel padat (organik dan anorganik) untuk rasio isotop oksigen biasanya disimpan dalam cangkir perak dan diukur dengan pirolisis dan spektrometri massa. Para peneliti perlu menghindari penyimpanan sampel yang tidak tepat atau berkepanjangan untuk pengukuran yang akurat.

Nilai massa atom 16 diberikan untuk oksigen sebelum definisi unit massa atom terpadu berdasarkan 12C. Karena fisikawan hanya mengacu pada 16O, sedangkan ahli kimia mengacu pada campuran alami isotop, hal ini menyebabkan skala massa yang sedikit berbeda.

Radioisotop
13 radioisotop oksigen telah dikarakterisasi; yang paling stabil adalah 15O dengan waktu paruh  detik dan 14O dengan waktu paruh  detik. Semua radioisotop yang tersisa memiliki waktu paruh kurang dari  detik dan sebagian besar memiliki waktu paruh kurang dari 0,1 detik. 24O memiliki waktu paruh  milidetik. Mode peluruhan yang paling umum untuk isotop yang lebih ringan daripada isotop-isotop stabil adalah peluruhan β+ menjadi nitrogen, dan yang paling umum untuk isotop yang lebih berat daripada isotop-isotop stabil adalah peluruhan β− menjadi fluorin.

Oksigen-13
13O adalah sebuah isotop yang tidak stabil, dengan 8 proton dan 5 neutron. Ia memiliki spin 3/2- dan waktu paruh  milidetik. Massa atomnya adalah  Da. Ia meluruh menjadi 13N melalui penangkapan elektron, dengan energi peluruhan . Nuklida induknya adalah 14F.

Oksigen-15
15O adalah sebuah radioisotop, sering digunakan dalam tomografi emisi positron (positron emission tomography, PET). Ia dapat digunakan, antara lain sebagai, air untuk pencitraan perfusi miokard PET dan untuk pencitraan otak. Ia memiliki massa atom , dan waktu paruh  detik. Ini diproduksi melalui pemborbardiran deuteron 14N menggunakan siklotron.

15O dan 13N diproduksi di udara ketika sinar gama (misalnya dari petir) merobohkan neutron dari 16O dan 14N:
16O + γ → 15O + n
14N + γ → 13N + n
15O meluruh menjadi 15N, memancarkan sebuah positron. Positron dengan cepat menyatu dengan sebuah elektron, menghasilkan dua sinar gama sekitar 511 keV. Setelah sambaran petir, radiasi gama ini padam dengan waktu paruh 2 menit, tetapi sinar gama berenergi rendah ini rata-rata hanya terbang sekitar 90 meter di udara. Bersama dengan sinar yang dihasilkan dari positron dari 13N mereka hanya dapat dideteksi selama satu menit atau lebih ketika "awan" 15O dan 13O mengapung, terbawa oleh angin.

Lihat pula
 Efek Dole

Referensi

Isotop oksigen
Oksigen
Oksigen