نظائر النيتروجين

للنيتروجين (N) نظيرين مستقرين هما نيتروجين-14 ونيتروجين-15. يعد النظير نيتروجين-14 هو النظير الأكثر وفرة طبيعية من بين نظائر النيتروجين. يوجد هنالك أربع عشر نظيراً مشعاً للنيتروجين تتراوح كتلتها الذرية من 10 إلى 25 بالإضافة إلى متماكب نووي واحد وهو 11mN. إن كل النظائر المشعة للنيتروجين قصيرة العمر، حيث أن أطول عمر نصف لها هو نيتروجين-13 ويبلغ 9.965 دقيقة، أما باقي النظائر المشعة فعمر النصف لها أقل من 7.15 ثانية.

إن أغلب نظائر النيتروجين المشعة التي لها عدد كتلة أقل من 14 تتضمحل إلى نظائر الكربون الموافقة، في حين أن أغلب النظائر التي لها عدد كتلة أكبر من 15 تتضمحل إلى نظائر الأكسجين الموافقة.

 نيتروجين-13 
يعد النظير نيتروجين–13 13N أحد نظائر النيتروجين المشعة. ويتشكل وفق ما يلي:

H1 + O16 → N13 + He4
يتم تعجيل البروتون إلى طاقة 5.55 ميغا إلكترون فولت في تفاعل غير ماص (طارد للحرارة) لإحداث تفاعل نووي

300px|يسار|thumbnail.

يلعب نيتروجين-13 دورا هاما في دورة CNO، ويعتبر مصدر للطاقة في النجوم الأثقل من الشمس.

 12C + 1H → 13N + γ + 1.95 MeV
 13N → 13C + e+ + νe + 2.22 MeV
 13C + 1H → 14N + γ + 7.54 MeV
 14N + 1H → 15O + γ + 7.35 MeV
 15O → 15N + e+ + νe + 2.75 MeV
 15N + 1H → 12C + 4He + 4.96 MeV

 النظائر الطبيعية 

 نيتروجين-14 

يعد النظير نيتروجين-14 واحداً من بين نظيرين مستقرين للنيتروجين، وهو يشكل أكثر من 99.636% من تركيب النيتروجين في الطبيعة. يتكون النظير نيتروجين-14 من سبعة بروتونات وسبعة نيوترونات، وبذلك يعد من واحداً من النويدات المستقرة القليلة التي لها عدد فردي من البروتونات والنيوترونات. بناء على ذلك فإن اللف المغزلي لنواة النظير نيتروجين-14 له قيمة إجمالية مقدارها واحد.

ككل العناصر الأثقل من الليثيوم، يعتقد أن منشأ النظيرين 14N و 15N في الكون هو الاصطناع النووي النجمي، حيث نتجت كجزء من دورة كربون-نيتروجين-أكسجين.

يعد النظير نيتروجين-14 المصدر الطبيعي للكربون-14 والذي لديه عمر نصف 5730 سنة.

 نيتروجين-15 
إن النظير نيتروجين-15 هو أحد النظائر المستقرة والنادرة للنيتروجين. يستخدم بشكل أساسي في مجال الأبحاث الزراعية والطبية. على سبيل المثال، يستخدم في تجربة ميسلسون-ستال (Meselson–Stahl experiment) لمعرفة طبيعة تنسخ الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين.
كمثال آخر، يستخدم النظير نيتروجين-15 في تتبع مركبات النيتروجين في البيئة الداخلة في تركيب الملوثات العضوية (الأسمدة مثلاً).Marsh, K. L., G. K. Sims, and R. L. Mulvaney. 2005. Availability of urea to autotrophic ammonia-oxidizing bacteria as related to the fate of 14C- and 15N-labeled urea added to soil. Biol. Fert. Soil. 42:137-145.Bichat, F., G.K. Sims, and R.L. Mulvaney. 1999. Microbial utilization of heterocyclic nitrogen from atrazine. Soil Sci. Soc. Am. J. 63:100-110.

يستخدم نيتروجين-15 في مطيافية الرنين المغناطيسي النووي، لأنه عكس النظير الشائع نيتروجين-14، الذي لديه قيمة عدد صحيح من اللف المغزلي وبالتالي عزم رباعي أقطاب، فإن النظير نيتروجين-15 له لف مغزلي قيمته النصف 1/2، مما يمنح عرض أقل للطف مما يزيد من الدقة. من التطبيقات الأخرى هو الاستخدام في مجال مطيافية الكتلة لدراسة بنية البروتينات، حيث يجري وسمها لمعرفة بنيتها، وهو مجال دراسة علم البروتيوميات.

بالإضافة إلى ذلك فإن نسبة نظيري النيتروجين 15N/14N إلى بعضهما في متعضية يشير إلى النظام الغذائي لها.

 جدول النظائر 
 الرمز Z(ب) N(ن) كتلة النظير (u) عمر النصف نمطالاضمحلالUniversal Nuclide Chart  ناتجالاضمحلالالنظائر المستقرة بالخط الغليظ لفمغزلي تركيبالنظائرالتمثيلي(كسر مولي) مجال التفاوتالطبيعي(كسر مولي) طاقة التنشيط 10N 7 3 10.04165 200 s[2.3 ميغا إلكترون فولت] اضمحلال بروتوني 9C (2−) 11N 7 4 11.02609 590 s[1.58 ميغا إلكترون فولت] p 10C 1/2+ 11mN 740 كيلو إلكترون فولت 6.90 ثانية 1/2−12N 7 512.018613211.000 ميلي ثانية β+ 96.5% 12C1+ β+, α 3.5% 8Be يضمحل تلقائياً إلى ثلاث جسيمات ألفا من خلال التفاعل + 12N -> 34He + e 13N يستخدم في تقنية التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني 7 6 13.00573861 9.965 دقيقة β+ 13C 1/2− 14N 7 7 14.0030740048مستقر 1+ 0.99636 0.99579–
0.99654 15N 7 8 15.0001088982مستقر 1/2− 0.00364 0.00346–
0.0042116N 7 916.00610177.13 ثانية β− 99.99% 16O2− β−, α 0.001% 12C17N 7 1017.0084504.173 ثانية β−, n 95.0% 16O1/2− β− 4.99% 17O β−, α 0.0025% 13C18N 7 1118.014079622 ميلي ثانية β− 76.9% 18O1− β−, α 12.2% 14C β−, n 10.9% 17O19N 7 1219.017029271 ميلي ثانية β−, n 54.6% 18O(1/2−) β− 45.4% 19O20N 7 1320.02337130 ميلي ثانية β−, n 56.99% 19O β− 43.00% 20O21N 7 1421.0271187 ميلي ثانية β−, n 80.0% 20O1/2−# β− 20.0% 21O22N 7 1522.0343913.9 ميلي ثانية β− 65.0% 22O β−, n 35.0% 21O 23N 7 16 23.04122 14.5 ميلي ثانية β− 23O 1/2−# 24N 7 17 24.05104 <52 نانو ثانية n 23N 25N 7 18 25.06066 <260 نانو ثانية 1/2−#

 انظر أيضًا 
 النظائر المشعة
 دورة الكربون

 مصادر 

 Isotope masses from:

 Isotopic compositions and standard atomic masses from:


 Half-life, spin, and isomer data selected from the following sources.




 المراجع 

*
نيتروجين
تصنيف:نيتروجين