نظائر الكربون

للكربون (C) خمس عشر نظير معروف تتراوح الكتلة الذرية لها ما بين 8C و 22C ، اثنان منها نظيرين مستقرين: 12C و13C. يعد النظير 14C ذو عمر النصف الأطول من بين النظائر المشعة ويبلغ 5700 سنة، وهو النظير المشع الوحيد الموجود في الطبيعة، ويتكون وفق المعادلة:

14N + 1n → 14C + 1H

أكثر نظير مشع مصطنع ثابت للكربون هو النظير كربون-11 11C، والذي لديه عمر نصف مقداره 20.334 دقيقة، في حين أن باقي قيم عمر النصف لباقي النظائر المشعة أقل من 20 ثانية، مع العلم أن أغلبها تحت 200 ميلي ثانية. أقل هذه النظائر ثباتاً هو النظير كربون-8 بعمر نصف 2.0 × 10−21 ثانية.

 كربون-11 
إن النظير كربون-11 11C هو من النظائر المشعة للكربون، وهو غير ثابت حيث يضمحل إلى البورون-11. هذا الاضمحلال يحدث بشكل رئيسي بسبب إصدار بوزيترون، مع العلم أن 0.19-0.23% من وقت الاضمحلال هذا يحدث بسبب اصطياد إلكترون.

يبلغ عمر النصف لهذا النظير 20.38 دقيقة.

11C → 11B + e+ + νe + 0.96 MeV
11C + e− → 11B + νe + 3.17 MeV

حيث νe هو رمز إلكترون نيوترينو.

 نظائر طبيعية 

هناك ثلاث نظائر طبيعية للكربون وهي كربون-12 وكربون-13 وكربون-14. 12C و 13C نظيران ثابتان، لكن الوفرة الأكبر للكربون-12 والذي يشكل نسبة 99:1 من الكربون في الطبيعة مقابل كربون-13، أما 14C فيتم إنتاجه بواسطة النيوترونات من الإشعاع الكوني في الغلاف الجوي الأعلى وينتقل إلى الأرض حيث يمتص من قبل الأحياء ويدخل الدورة الحيوية. يشكل 14C نسبة قليلة جداً من توزع الكربون في الأرض ولكنه ذو أهمية كبيرة لاستخدامه في التأريخ الإشعاعي.

 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) 8C 6 2 8.037675 2.0 × 10−21 s[230 كيلو إلكترون فولت] 2p 6Beيضمحل بشكل متتابع عن طريق إصدار بروتوني مضاعف إلى  4He من خلال التفاعل: 8C -> 4He + 41H 0+9C 6 39.0310367126.5 ميلي ثانية β+ 60% 9Bيضمحل تلقائياً عن طريق إصدار بروتوني إلى 8Be والذي يضمحل تلقائياً إلى ذرتي 4He من خلال التفاعل: 9C -> 24He + 1H + e+3/2- β+, p 23% 8Be يضمحل تلقائياً إلى ذرتي  4He من خلال التفاعل  9C -> 24He + 1H + e+ β+, α 17% 5Li يضمحل تلقائياً عن طريق إصدار بروتوني إلى  4He من خلال التفاعل:  9C -> 24He + 1H + e+ 10C 6 4 10.0168532 19.290 ثانية β+ 10B 0+11C يستخدم في وسم الجزيئات في التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني 6 511.011433620.334 دقيقة β+ 99.79% 11B3/2- اصطياد إلكترون 0.21%  11B 12C 6 6 12 بالضبط تعرّف وحدة الكتل الذرية على أنها 1/12 من كتلة الكربون-12 في الحالة الأرضيةمستقر 0+ 0.9893 0.98853-
0.99037 13C تستخدم نسبة 12C إلى 13C لقياس الفعالية الحيوية في الحقبات القديمة والأنواع المختلفة للتركيب الضوئي 6 7 13.0033548378مستقر 1/2- 0.0107 0.00963-
0.01147 14C له استخدام مهم في التأريخ الإشعاعي 6 8 14.003241989 5,730 سنة β− 14N 0+ نادر له منشأ كوني وينتج من اصطدام النيوترونات مع النيتروجين-14 14N حسب التفاعل 14N + 1n -> 14C + 1H <10−12 15C 6 9 15.0105993 2.449 ثانية β− 15N 1/2+16C 6 1016.0147010.747 ثانية β−, n 97.9% 15N0+ β− 2.1% 16N17C 6 1117.022586193 ميلي ثانية β− 71.59% 17N(3/2+) β−, n 28.41% 16N18C 6 1218.0267692 ميلي ثانية β− 68.5% 18N0+ β−, n 31.5% 17N19C لديه نيوترون هالو واحد 6 1319.0348146.2 ميلي ثانية β−, n 47.0% 18N(1/2+) β− 46.0% 19N β−, 2n 7% 17N20C 6 1420.0403216 ميلي ثانية β−, n 72.0% 19N0+ β− 28.0% 20N 21C 6 15 21.04934 <30 نانو ثانية n 20C (1/2+)# 22Cلديه 2 نيوترون هالو 6 16 22.05720 6.2 ميلي ثانية β− 22N 0+

 اقرأ أيضا 
 تخليق العناصر

 المصادر 
 Flannery, T 2005, The weather makers: the history & future of climate change, The Text Publishing Company, Melbourne, Australia. ISBN 1920885 84 6.
 Isotope masses from:

 Isotopic compositions and standard atomic masses from:


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




 المراجع 

*
تصنيف:كربون
كربون