Carbon-12

Carbon-12 (12C) là một đồng vị dồi dào hơn trong số hai đồng vị carbon ổn định (Carbon-13 là loại khác), chiếm tới 98,93%  nguyên tố carbon; Sự phong phú của nó là do quá trình triple-alpha mà nó được tạo ra trong các ngôi sao. Carbon-12 có tầm quan trọng đặc biệt trong việc sử dụng làm tiêu chuẩn mà từ đó khối lượng nguyên tử của tất cả các hạt nhân được đo, do đó, khối lượng nguyên tử của nó chính xác là 12 dalton. Carbon-12 gồm có 6 proton 6 neutron và 6 electron.

Lịch sử 
 Trước năm 1959, cả IUPAP và IUPAC đều sử dụng oxy để xác định số mol; các nhà hóa học định nghĩa số mol là số nguyên tử oxy có khối lượng 16g, các nhà vật lý sử dụng một định nghĩa tương tự nhưng chỉ với đồng vị oxy-16. Hai tổ chức đã đồng ý vào năm 1959/60 để xác định số mol như sau. Số mol là lượng chất của một hệ chứa nhiều thực thể cơ bản như có các nguyên tử trong 12 gam carbon 12; biểu tượng của nó là "mol".  Điều này đã được CIPM (Ủy ban quốc tế về trọng lượng và đo lường) thông qua vào năm 1967 và năm 1971, nó đã được CGPM lần thứ 14 (Hội nghị chung về trọng lượng và đo lường) thông qua.

Năm 1961, đồng vị carbon-12 đã được chọn để thay thế oxy làm tiêu chuẩn liên quan đến trọng lượng nguyên tử của tất cả các nguyên tố khác được đo.

Năm 1980, CIPM đã làm rõ định nghĩa trên, xác định rằng các nguyên tử carbon-12 không liên kết và ở trạng thái cơ bản.

Trạng thái Hoyle 
Trạng thái Hoyle là trạng thái cộng hưởng kích thích, không có spin, của carbon-12. Nó được sản xuất thông qua quy trình triple-alpha và được dự đoán là tồn tại bởi Fred Hoyle vào năm 1954. Sự tồn tại của trạng thái Hoyle cộng hưởng 7,7 MeV là điều cần thiết cho quá trình tổng hợp hạt nhân của carbon trong các ngôi sao khổng lồ đỏ đốt helium và dự đoán một lượng carbon được sản xuất  trong môi trường sao phù hợp với các quan sát. Sự tồn tại của trạng thái Hoyle đã được xác nhận bằng thực nghiệm, nhưng tính chất chính xác của nó vẫn đang được nghiên cứu. Vào năm 2011, một tính toán khởi đầu của các trạng thái thấp của carbon-12 đã được tìm thấy (ngoài trạng thái spin-2 và trạng thái cơ bản bị kích thích) cộng hưởng với tất cả các tính chất của trạng thái Hoyle.

Thanh lọc đồng vị 
Các đồng vị của carbon có thể được tách ra dưới dạng khí carbon dioxide bằng phản ứng trao đổi hóa học xếp tầng với amin carbamate.

Xem thêm 

 Hằng số Avogadro 
 Carbon-11 
 Carbon-13 
 Carbon-14 
 Đồng vị của carbon 
 Kim cương nguyên chất đồng vị 
 Mol (đơn vị)

Tham khảo

Đồng vị của carbon