Isòtops de l'oxigen
Hi ha tres isòtops d'oxigen estables que fan que l'oxigen (O) tingui una massa atòmica de 15.9994(3) u. A més l'oxigen presenta 14 isòtops inestables.
Isòtops estables
modificaL'oxigen natural es compon de tres isòtops estables, ¹⁶O, 17O, i 18O, l' ¹⁶O és el més abundant amb un 99.762% d'abundància natural.[1] Els isòtops d'oxigen varien en el seu nombre màssic del 12 a 28.[1]
L'abundància absoluta i relativa de l' ¹⁶O és alta perquè és el producte principal de l'evolució estel·lar i perquè és un isòtop primari, és a dir, que es pot produir en estrelles que inicialment eren exclusivament d'hidrogen.[2] La major part de l' ¹⁶O es sintetitza al final del procés de fusió d'heli a les estrelles, la reacció triple alfa crea 12C, que captura un 4He addicional per fer ¹⁶O. El procés de combustió del neó crea ¹⁶O addicional.[2]
l' 17O i 18O són isòtops secundaris, és a dir, la seva nucleosíntesi necessita un nucli llavor. L'17O es produeix principalement en la combustió d'hidrogen a heli durant el cicle CNO, convertint-lo en un isòtop comú en les zones de combustió d'hidrogen de les estrelles.[2] La major part de l'18O es produeix quan el ¹⁴N (abundant en la combustió de CNO) captura un nucli 4He, fent que l'18O sigui comú en les zones riques en heli de les estrelles.[2] Calen mil milions de graus Celsius aproximadament perquè dos nuclis d'oxigen comencin la fusió nuclear per a formar un nucli més pesant de sofre.[3]
Radioisòtops
modificaS'han creat catorze radioisòtops, sent els més estables 15O amb un període de semidesintegració de 122.24 s i ¹⁴O amb un període de semidesintegració de 70.606 s.[1] Tots els isòtops radioactius restants tenen períodes de semidesintegració menors de 27 s i la major part d'ells tenen períodes de semidesintegració menors de 83 mil·lisegons.[1] La forma més comuna de degradació abans dels isòtops estables és la captura d'electrons i la manera més comuna de produir-se és per desintegració beta. Els productes de desintegració anteriors als isòtops estables són isòtops de (nitrogen) 7 i els productes posteriors són 'isòtops 9 (fluor).[1]
A l'oxigen se li havia assignat una massa de 16 abans de la definició de la massa de la unitat de massa atòmica basada en el 12C.[4] És per això que els físics es refereixen només a l' ¹⁶O, mentre els químics es refereixen a la mescla natural d'isòtops, això condueix a una petita diferència en les escales de massa atòmica.
La composició isotòpica dels àtoms d'oxigen a l'atmosfera terrestre és T 99.759% ¹⁶O, 0.037% 17O i 0.204% 18O.[5] Ja que les molècules d'aigua que contenen els isòtops més lleugers són més propenses a evaporar-se i caure com a precipitació,[6] L'aigua terrestre i el gel polar de la terra contenen poc menys de (0.1981%) de l'isòtop pesant 18O mentre l'aire conté (0.204%) o l'aigua marina un (0.1995%). Per aquesta raó, el seguiment d'aquests valors s'usa per a l'estimació canvis climàtics passats.
Taula
modifica| símbol del núclid |
Z(p) | N(n) | massa isotòpica (u) | període de semidesintegració | Espín nuclear |
composició isotòpica representativa (fracció molar) |
rang de variació natural (fracció molar) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| energia d'excitació | |||||||
| 12O | 8 | 4 | 12.034405(20) | 580(30)E-24 s [0.40(25) MeV] | 0+ | ||
| 13O | 8 | 5 | 13.024812(10) | 8.58(5) ms | (3/2-) | ||
| ¹⁴O | 8 | 6 | 14.00859625(12) | 70.598(18) s | 0+ | ||
| 15O | 8 | 7 | 15.0030656(5) | 122.24(16) s | 1/2- | ||
| ¹⁶O | 8 | 8 | 15.99491461956(16) | ESTABLE | 0+ | 0.99757(16) | 0.99738-0.99776 |
| 17O | 8 | 9 | 16.99913170(12) | ESTABLE | 5/2+ | 0.00038(1) | 0.00037-0.00040 |
| 18O | 8 | 10 | 17.9991610(7) | ESTABLE | 0+ | 0.00205(14) | 0.00188-0.00222 |
| 19O | 8 | 11 | 19.003580(3) | 26.464(9) s | 5/2+ | ||
| 20O | 8 | 12 | 20.0040767(12) | 13.51(5) s | 0+ | ||
| 21O | 8 | 13 | 21.008656(13) | 3.42(10) s | (1/2,3/2,5/2)+ | ||
| 22O | 8 | 14 | 22.00997(6) | 2.25(15) s | 0+ | ||
| 23O | 8 | 15 | 23.01569(13) | 82(37) ms | 1/2+# | ||
| 24O | 8 | 16 | 24.02047(25) | 65(5) ms | 0+ | ||
| 25O | 8 | 17 | 25.02946(28)# | <50 ns | (3/2+)# | ||
| 26O | 8 | 18 | 26.03834(28)# | <40 ns | 0+ | ||
| 27O | 8 | 19 | 27.04826(54)# | <260 ns | 3/2+# | ||
| 28O | 8 | 20 | 28.05781(64)# | <100 ns | 0+ | ||
- La precisió de les abundàncies dels isòtops i de la massa atòmica està limitada a través de variacions. Els rangs donats haurien de ser aplicables a qualsevol material terrestre.
- Els valors marcats amb # no procedeixen totalment de dades experimentals, però almenys una part són sistemàtiques.. Els espins amb assignacions febles estan entre parèntesis.
- Les incerteses es donen entre parèntesis després dels últims dígits corresponents. Els valors de les incerteses denota una desviació de l'estàndard, excepte en la composició isotòpica i la massa atòmica de la IUPAC que usen incerteses expandides.
Referències
modifica- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 «Oxygen Nuclides / Isotopes». EnvironmentalChemistry.com. [Consulta: 17 desembre 2007].
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Meyer, B.S. (September 19-21, 2005). "NUCLEOSYNTHESIS AND GALACTIC CHEMICAL EVOLUTION OF THE ISOTOPES OF OXYGEN" a Workgroup on Oxygen in the Earliest Solar System. Proceedings of the NASA Cosmochemistry Program and the Lunar and Planetary Institute. 9022 [Consulta: 23 desembre 2007]
- ↑ Emsley 2001, p.297
- ↑ Mellor 1939, Chapter VI, Section 7
- ↑ Cook 1968, p.500
- ↑ Dansgaard, W (1964) Stable isotopes in precipitation. Tellus 16, 436-468
| Aquest article té bibliografia, però no se sap quina referència verifica cada part. Podeu millorar aquest article assignant cadascuna d'aquestes obres a frases o paràgrafs concrets. |
- Per la taula
- Masses dels isòtops de Ame2003 Atomic Mass Evaluation Arxivat 2008-09-23 a Wayback Machine. by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
- Composicions isotòpiques i masses atòmiques estàndards de Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report). Pure Appl. Chem. Vol. 75, No. 6, pp. 683-800, (2003) and Atomic Weights Revised (2005) Arxivat 2008-03-05 a Wayback Machine..
- Períodes de semidesintegració, espín, i dades d'isòmers seleccionades de les següents fonts:
- Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties, Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
- National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database (retrieved Sept. 2005).
- David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.
| Index de pàgines d'isòtops · Taula de núclids | ||
| Isòtop més lleuger | Isòtop actual | Isòtop més pesant |
| Isòtops de nitrogen | Isòtops d'oxigen | Isòtops de fluor |