Isotoper af ilt

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 20. juli 2021; checks kræver 4 redigeringer .

Isotoper af oxygen  er varianter af det kemiske grundstof oxygen med et andet antal neutroner i atomkernen . Der er 16 kendte isotoper af oxygen med massetal fra 11 til 26 (antal protoner 8, neutroner fra 3 til 18). Nukleare isomerer er ukendte.

Naturlig oxygen består af en blanding af 3 stabile isotoper:

• 16O ( isotopisk overflod 99,76%)
• 17 O (isotopisk overflod 0,04%)
• 18 O (isotopoverflod 0,20%)

Den længstlevende radioaktive isotop er 15 O, med en halveringstid på 122,24 sekunder.

Stabile isotoper

Naturlig ilt består af tre stabile isotoper, 16 O , 17 O og 18 O , hvoraf 16 O- isotopen er den mest udbredte (99,762%) iltisotop [1] .

Overvægten af ​​isotopen 16 O forklares ved, at den er dannet i processen med termonuklear fusion, der forekommer i stjerner [2] .

Det meste af 16 O dannes i slutningen af ​​heliumfusionsprocessen i stjerner. Under den tredobbelte alfa-reaktion syntetiseres 12 C -isotopen , som fanger en yderligere 4 He -kerne . Derudover dannes 16 O under kerneforbrændingen af ​​neon [2] .

17 O og 18 O er sekundære isotoper. 17 O dannes hovedsageligt under CNO-cyklussen og befinder sig hovedsageligt i brintforbrændingszonen [2] . Det meste af 18 O dannes i reaktionen ved indfangning af 4 He - kerner af 14 N -isotopen med akkumulering i stjernernes heliumzone [2] . Sammensmeltningen af ​​to iltkerner og dannelsen af ​​en svovlkerne kræver en temperatur på en milliard kelvin [3] .

Ilt i Jordens atmosfære er 99,759 % 16O , 0,037 % 17O og 0,204 % 18O [ 4] .

Oxygen-18

Det bruges i syntesen af ​​18 F ved metoden til protonbombardement af mål med 18 O i acceleratorer. For at gøre dette beriges naturlig ilt med 18 O til 95%. Adskillelse af isotoper udføres ved destillation og/eller centrifugering [5] [6] .

Radioisotoper

Kunstige iltisotoper kendes også i intervallet af massetal fra 12 til 24 [1] . De mest stabile er 15 O med en halveringstid på 122,24 s og 14 O med en halveringstid på 70,606 s [1] . Alle andre radioaktive isotoper har en halveringstid på mindre end 27 s, de fleste af dem har en halveringstid på mindre end 83 millisekunder [1] . For eksempel har 24 O en halveringstid på 61 ms [7] .

De mest almindelige henfaldsveje for lette isotoper er β + henfald (med dannelse af nitrogenisotoper) [8] [9] [10] , og for tunge isotoper - β henfald ( med dannelse af fluorisotoper ).

Oxygen-13

Oxygen-13 er en ustabil isotop af oxygen, hvis kerne består af 8 protoner og 5 neutroner. Nuklear spin 3/2, halveringstid 8,58 ms. Atommasse 13,0248 amu. e. m. Det bliver til 13 N ved elektronindfangning med frigivelsen af ​​en henfaldsenergi på 17,765 MeV [11] . Det er et henfaldsprodukt af fluor-14 [12] . Det blev først opnået af Rutherford ved at bombardere nitrogenkerner med alfapartikler.

Oxygen-15

Isotopen 15 O bruges til positronemissionstomografi , men meget sjældnere end 18 F eller 11 C. Dette skyldes den for korte halveringstid på 15 O. 15 O- kernen består af 8 protoner, 7 neutroner, atommasse 15,0030654 a.u. e. m. Halveringstiden er 122 sekunder [13] .

Tabel over isotoper

Nuklid symbol	Z ( p )	N( n )	Masse af isotopen [14] ( a.u.m. )	Halveringstid [ 15] (T 1/2 )	Decay kanal	Forfaldsprodukt	Spin og paritet af kernen [15]	Isotopens udbredelse i naturen	Vifte af ændringer i isotopoverflod i naturen
	Excitationsenergi
11 O	otte	3	11.051250(60)	(1,98 ± (22))⋅10 -22  s [ 2,31 ± 0,14 ]	2 p	9C _	(3/2-)
12 O	otte	fire	12.034368(13)	(8,9 ± (33)) ⋅10-21  s	2p (60,0 %)	10C _	0+
13 O	otte	5	13.024815(10)	8,58±(5)ms	β + (89,1 %)	13 N	(3/2-)
					β + , p (10,9 %)	12C _
14 O	otte	6	14.008596706(27)	70,621 ± (11) s	β +	14 N	0+
15 O	otte	7	15.0030656(5)	122,266 ± (43) s	β +	15 N	1/2−
16 O	otte	otte	15.9949146193(3)	stabil			0+	0,99757(16)	0,99738-0,99776
17 O	otte	9	16.9991317560(7)	stabil			5/2+	3,8(1)⋅10 −4	(3,7–4,0)⋅10 −4
18 O	otte	ti	17.9991596121(7)	stabil			0+	2,05(14)⋅10 −3	(1,88–2,22)⋅10 −3
19 O	otte	elleve	19.0035780(28)	26,470 ± (6) s	β -	19F _	5/2+
20o _	otte	12	20.0040754(9)	13,51±(5) s	β -	20F _	0+
21 O	otte	13	21.008655(13)	3,42±(10) s	β -	21F _	(5/2+)
22 O	otte	fjorten	22.00997(6)	2,25 ± (9) s	β - (>78 %)	22F _	0+
					β − , n (<22 %)	21F _
23 O	otte	femten	23.01570(13)	97 ± (8) ms	β - (93 %)	23F _	1/2+
					β − , n (7 %)	22F _
24 O	otte	16	24.01986(18)	77,4±(45)ms	β - (57 %)	24F _	0+
					β − , n (43 %)	23F _
25 O	otte	17	25.02934(18)	(5,18 ± (0,35))⋅10 -21  s	n	24 O	3/2+#
26 O	otte	atten	26.03721(18)	4,2(33)⋅10 -12 s	2n	24 O	0+
27 O	otte	19	27.04796(54)#	< 260 ns	n	26 O	3/2+#
28 O	otte	tyve	28.05591(75)#	< 100 ns	2n	26 O	0+

Forklaringer til tabellen

• Isotopoverflod er givet for de fleste naturlige prøver. For andre kilder kan værdierne variere meget.

• Indeksene 'm', 'n', 'p' (ved siden af ​​symbolet) angiver de exciterede isomere tilstande af nuklidet.

• Symboler med fed skrift angiver stabile nedbrydningsprodukter.

• Værdier markeret med en hash (#) er ikke afledt af eksperimentelle data alene, men er (i det mindste delvist) estimeret ud fra systematiske tendenser i tilstødende nuklider (med samme Z- og N -forhold ). Usikkerhedsspin og/eller paritetsværdier er angivet i parentes.

• Usikkerhed er angivet som et tal i parentes, udtrykt i enheder af det sidste signifikante ciffer, betyder én standardafvigelse (med undtagelse af mængden og standardatommassen af ​​en isotop ifølge IUPAC -data , for hvilken en mere kompleks definition af usikkerhed er Brugt). Eksempler: 29770,6(5) betyder 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) betyder 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) betyder −2200,2 ± 1,8.

Se også

• Dole effekt
• Nukleosyntese
• Ilt
• Kernefysik

Noter

1. ↑ 1 2 3 4 K. L. Barbalace. Grundstoffernes periodiske system: O - Ilt . EnvironmentalChemistry.com . Hentet: 17. december 2007.  (ubestemt)
2. ↑ 1 2 3 4 B. S. Meyer (19.–21. september 2005). "Nukleosyntese og galaktisk kemisk udvikling af isotoper af oxygen" (PDF) . Proceedings fra NASA Cosmochemistry Program og Lunar and Planetary Institute . Arbejdsgruppe om ilt i det tidligste solsystem . Gatlinburg, Tennessee. 9022.
3. ↑ Emsley, 2001 , s. 297.
4. ↑ Cook, 1968 , s. 500.
5. ↑ Metode til berigelse af iltisotop
6. ↑ måde at adskille iltisotoper
7. ↑ Ilt-24 . WWW Tabel over radioaktive isotoper . LUNDS Universitet , LBNL Isotopes Project (28. februar 1999). Hentet 8. juni 2009. Arkiveret fra originalen 28. juli 2012.  (ubestemt)
8. ↑ NUDAT . Dato for adgang: 6. juli 2009. Arkiveret fra originalen den 28. juli 2012.  (ubestemt)
9. ↑ NUDAT . Dato for adgang: 6. juli 2009. Arkiveret fra originalen den 28. juli 2012.  (ubestemt)
10. ↑ NUDAT . Dato for adgang: 6. juli 2009. Arkiveret fra originalen den 28. juli 2012.  (ubestemt)
11. ↑ Grundstoffernes periodiske system: O - Oxygen (EnvironmentalChemistry.com)
12. ↑ Grundstoffernes periodiske system: F - Fluor (EnvironmentalChemistry.com)
13. ↑ oxygen 15 - definition af oxygen 15 i den medicinske ordbog - af Free Online Medical Dictionary, Thesaurus and Encyclopedia
14. ↑ Data baseret på Huang WJ , Meng Wang , Kondev FG , Audi G. , Naimi S. The Ame2020 atomic mass evaluation (I). Evaluering af inputdata og justeringsprocedurer  (engelsk)  // Chinese Physics C. - 2021. - Vol. 43 , udg. 3 . - P. 030002-1-030002-342 . doi : 10.1088 / 1674-1137/abddb0 .
15. ↑ 1 2 Data givet efter Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. , Audi G. Nubase2020-evalueringen af ​​nukleare egenskaber  // Chinese Physics  C. - 2021. - Bd. 45 , iss. 3 . - P. 030001-1-030001-180 . - doi : 10.1088/1674-1137/abddae .

Litteratur

• Cook, Gerhard A.; Lauer, Carol M. Oxygen // The Encyclopedia of the Chemical Elements  (engelsk) / Clifford A. Hampel. - New York: Reinhold Book Corporation, 1968. - S. 499-512.
• Emsley, John. Oxygen // Nature's Building Blocks: An A–Z Guide to the  Elements . - Oxford, England, Storbritannien: Oxford University Press , 2001. - S.  297-304 . — ISBN 0-19-850340-7 .
• Parks, GD; Mellor, JW Mellors moderne uorganiske kemi  (uspecificeret) . — 6. — London: Longmans, Green and Co , 1939.

isotoper

en 2                             3 fire 5 6 7 otte 9 ti elleve 12 13 fjorten femten 16 17 atten en x H   x han 2 x Li x være   x B x C x N x O x F x Ne 3 x Na xMg _   x Al x Si x P x S xCl _ x Ar fire x K x Ca   x Sc x Ti x V xCr _ xMn _ x Fe x Co x Ni x Cu xZn _ x Ga x Ge xAs _ x Se xBr _ xKr _ 5 xRb _ xSr _   x Y xZr _ xNb _ x Mo x Tc x Ru x Rh x Pd xAg _ x CD x ind x Sn x Sb x Te x jeg x Xe 6 x Cs x Ba x La x Ce x Pr xNd _ x pm xSm _ xEu _ x Gd xTb _ xDy _ x Ho x Er x Tm x Yb x Lu x Hf x Ta x W x Re xOs _ xIr _ xPt _ xAu _ x Hg xTl _ xPb _ x Bi x Po x kl xRn _ 7 xFr _ x Ra x Ac xTh _ xPa _ x U xNp _ x Pu x Am x cm xBk _ x Jf x Es xFm _ xMd _ x Nej xLr _ xRf _ xDb _ xSg _ x Bh x Hs x Mt xDs _ xRg _ x Cn xNh _ xFl _ x Mc xLv _ x Ts xOg _   alkalimetaller jordalkalimetaller Lanthanider Aktinider overgangsmetaller letmetaller _ Halvmetaller ikke-metaller Halogener ædelgasser Egenskaber ukendt