Izotopoj de karbono

Karbono (C) havas multajn konatajn izotopojn. La stabilaj izotopoj estas 12C kaj 13C. Estas konataj minimume 13 radioaktivaj izotopoj de karbono ekde 8C ĝis 22C. El ili la plej stabila estas 14C kun duoniĝotempo 5,70±0,03 miloj da jaroj.

En naturo okazas 3 izotopoj de karbono: stabilaj 12C (98,93% de natura abundeco), 13C (1,07% de natura abundeco), kaj radioaktiva 14C (relativa enhavo proksimume 10−12 en atmosfero).

La norma atompezo estas 12,0107(8) u.

12C estas de aparta graveco ĉar ĝi estas uzita kiel la normo de kiu atomaj masoj de ĉiuj izotopoj estas mezurataj, ĝia atompezo estas per difino 12.

Karbono estas sufiĉe malpeza elemento, tiel ke ĝiaj izotopoj konsiderinde malsamas je maso kaj do je fizikaj propraĵoj, kaj do okazas izotopa disiĝo en multaj naturaj procezoj, ekzemple dissolviĝo de CO2 en ekvo, forvaporiĝo kaj kristaliĝo de CO2 ktp.

14C rezultas per kapto per 14N de neŭtrono:

 n + 14N → 14C + 1H.

Ĉi tio okzas kun atmosfera azoto pro kosma radiado. Malmulto da 14C aperas ankaŭ en terkrusto.

Mezuro de enhavo de 14C en substancoj de biologia fonto estas bazo de radiokarbona datigo. Ĉiu viva estaĵo interŝanĝas per substancoj kun ĉirkaŭaĵo kaj do kvanto de 14C en ĝi estas en dinamika ekvilibro kun ĉirkaŭaĵo. 14C disfalas ene sed la nova 14C venas de ekstere. Post morto la interŝanĝo ĉesiĝas, la nova 14C plu ne alvenas kaj ĝia kvanto malpligrandiĝas pro disfalo. Per enhavo de 14C tiel eblas ekscii tempodaŭron kiu trapasis post morto de la viva estaĵo. Necesas tamen scii kiu kvanto da 14C estis tiam kiam la estaĵo vivis, ĉi tio ne estas facile kaj estas grava kaŭzo de malprecizeco de ĉi tiu datiga maniero.

14C estas ankaŭ la eligata partiklo en iuj okazoj de akumuliĝa disfalo de izotopoj de pli pezaj elementoj.

12C kaj 13C povas esti uzataj kiel temperaturaj traceantoj kiuj klarigas oceanan cirkuladon. Por plantoj pli simplas al uzi la izotopon 12C kiam ili konvertas sunlumon kaj karbonan duoksidon, tial planktono (libere flosantaj organismoj) prenas grandaj kvantoj de 12C enen la oceanoj. Se la oceanoj estas tavoliĝita (tavoloj de varma akvo proksima la supro, kaj glacia akvo pli profunda suben) la akvo ne povas cirkuli, tial kiam la planktono mortas ĝi alfundiĝas kaj portas 12C kun si, farante la surfacajn tavolojn relative riĉajn je 13C. Kie la malvarmaj akvoj iras de la profundo (norda Atlantiko) ĝi portas la 12C kun ĝi. Tial, kiam la oceano estis malpli tavoliĝita ol hodiaŭ, estis pli multo da 12C en skeletoj de la surfaco-loĝantaj specioj.

 Tabelo 
 Izotopo Z(p) N(n) Izotopa maso (u) Duoniĝotempo Atomkerna  spino Molea frakcio  de la izotopo Limigoj de natura  variado  de la molea frakcio 8C 6 2 8,037675(25) 2,0(4)×10−21 s [230(50) keV] 0+ 9C 6 3 9,0310367(23) 126,5(9) ms (3/2-) 10C 6 4 10,0168532(4) 19,290(12) s 0+ 11C 6 5 11,0114336(10) 20,334(24) min 3/2- 12C 6 6 12 per difino Stabila 0+ 0,9893(8) 0,98853-0,99037 13C 6 7 13,0033548378(10) Stabila 1/2- 0,0107(8) 0,00963-0,01147 14C 6 8 14,003241989(4) 5,70(3)×103 a 0+ <10−12 15C 6 9 15,0105993(9) 2,449(5) s 1/2+ 16C 6 10 16,014701(4) 0,747(8) s 0+ 17C 6 11 17,022586(19) 193(5) ms (3/2+) 18C 6 12 18,02676(3) 92(2) ms 0+ 19C 6 13 19,03481(11) 46,2(23) ms (1/2+) 20C 6 14 20,04032(26) 16(3) ms [14(+6-5) ms] 0+ 21C 6 15 21,04934(54)# <30 ns (1/2+)# 22C 6 16 22,05720(97)# 6,2(13) ms [6,1(+14-12) ms] 0+

 Notoj 
 Mallongigoj de duoniĝotempo estas: a=jaro, d=diurno, h=horo, min=minuto, s=sekundo, ms=milisekundo, µs=mikrosekundo, ns=nanosekundo.
 La precizeco de la izotopaj abundecoj kaj atompezo estas limigita per variadoj. La donitaj limigoj devus esti aplikeblaj al ĉiu normala surtera materialo.
 Valoroj markitaj per # estas ne pure derivitaj de eksperimentaj datumoj, sed almenaŭ parte de sistemaj tendencoj. Spinoj kun malfortaj asignaj argumentoj estas enmetitaj en krampojn.
 Necertecoj estas donitaj en konciza formo en krampoj post la respektivaj lastaj ciferoj. Necertecaj valoroj signifas unu norman diferencon, escepte de izotopa komponaĵo kaj norma atompezo de IUPAC kiuj uzas elvolvitajn necertecojn.

 Vidu ankaŭ 
 Karbono 14
 Radiokarbona datigo

 Eksteraj ligiloj 

 Izotopaj masoj de Ame2003 pritakso de atomaj masoj  de G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault kaj O. Bersillon en Atomkerna Fiziko A729 (2003).
 Izotopaj komponaĵoj kaj normaj atomaj masoj de Atompezoj de la eroj. Recenzo 2000 (Teknika raporto de IUPAC). Pure Appl. Chem. volumo 75, no. 6, pp. 683-800, (2003) kaj Atomaj pezoj peviziitaj (2005) .
 Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. La Nubase2003 pritakso de atomkernaj kaj disfalaj propraĵoj , Nuc. Phys. 729, pp. 3-128 (2003).
 Nacia Atomkerna Datuma Centro, Brookhaven Nacia Laboratorio. Informo ekstraktita de la NuDat 2.1 datumbazo (ekstraktita en septembro de 2005).
 Karbono-14 
 Studado de stabilaj izotopoj 

Kategorio:Izotopoj