Jump to content

Изотопы кислорода

(Перенаправлено из кислорода-24 )
Изотопы кислорода  ( 8 o)
Основные изотопы Разлагаться
abun­dance период полураспада ( T 1/2 ) режим pro­duct
15 А след 122.266 с беременный + 100% 15 Не
16 А 99.8% стабильный
17 А 0.0380% стабильный
18 А 0.205% стабильный
Стандартный атомный вес A r ° (o)

Есть три известных стабильных ( 8 изотопов кислорода O ) : 16
А
, 17
А
, и 18
А
.

Радиоактивные изотопы в диапазоне от 11
А
к 28
А
также были охарактеризованы, все недолговечны. Самый длинный радиоизотоп 15
А
С полураспадом 122,266 (43) с , в то время как самый короткий жил изотоп-это несвязанный 11
А
с полураспадами 198 (12) Йоклосекунд , хотя полураспада не были измерены для несвязанных тяжелых изотопов 27
А
и 28
А
. [ 3 ]

Список изотопов

[ редактировать ]
Нуклид
[ n 1 ]
С Не Изотопная масса ( И ) [ 4 ]
[ N 2 ]
Период полураспада [ 5 ]

[ Резонансная ширина ]
Разлагаться
режим
[ 5 ]
[ n 3 ]
Дочь
изотоп

[ N 4 ]
Спин и
паритет [ 5 ]
[ n 5 ] [ n 6 ]
Естественное изобилие (моль -дробь)
Энергия возбуждения Нормальная пропорция [ 5 ] Диапазон вариации
11
А
[ 6 ]
8 3 11.051 25 (6) 198 (12) ys
[ 2.31 (14) MEV ]
2 с 9
В
(3/2−)
12
А
8 4 12.034 368 (13) 8.9 (3.3) zs 2 с 10
В
0+
13
А
8 5 13.024 815 (10) 8,58 (5) мс беременный + ( 89.1(2)% ) 13
Не
(3/2−)
беременный + P ( 10,9 (2)% ) 12
В
беременный + P, α (< 0,1% ) 2 4
Он
[ 7 ]
14
А
8 6 14.008 596 706 (27) 70.621 (11) с беременный + 14
Не
0+
15
А
[ n 7 ]
8 7 15.003 0656 (5) 122,266 (43) с беременный + 15
Не
1/2− След [ 8 ]
16
А
[ n 8 ]
8 8 15.994 914 619 257 (319) Стабильный 0+ [ 0.997 38 , 0.997 76 ] [ 9 ]
17
А
[ n 9 ]
8 9 16.999 131 755 953 (692) Стабильный 5/2+ [ 0.000 367 , 0.000 400 ] [ 9 ]
18
А
[ n 8 ] [ n 10 ]
8 10 17.999 159 612 136 (690) Стабильный 0+ [ 0.001 87 , 0.002 22 ] [ 9 ]
19
А
8 11 19.003 5780 (28) 26.470 (6) с беременный 19
Фон
5/2+
20
А
8 12 20.004 0754 (9) 13,51 (5) с беременный 20
Фон
0+
21
А
8 13 21.008 655 (13) 3.42 (10) с беременный 21
Фон
(5/2+)
беременный n? [ n 11 ] 20
Фон
 ?
22
А
8 14 22.009 97 (6) 2.25 (9) с беременный (> 78% ) 22
Фон
0+
беременный n (< 22% ) 21
Фон
23
А
8 15 23.015 70 (13) 97 (8) MS беременный ( 93(2)% ) 23
Фон
1/2+
беременный n ( 7 (2)% ) 22
Фон
24
А
[ n 12 ]
8 16 24.019 86 (18) 77,4 (4,5) мс беременный ( 57(4)% ) 24
Фон
0+
беременный N ( 43 (4)% ) 23
Фон
25
А
8 17 25.029 34 (18) 5.18 (35) zs не 24
А
3/2+ #
26
А
8 18 26.037 21 (18) 4.2 (3.3) PS 2n 24
А
0+
27
А
[ 3 ]
8 19 2,5 zs не 26
А
(3/2+, 7/2−)
28
А
[ 3 ]
8 20 650 лет 2n 26
А
0+
Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы:
  1. ^ м O - возбужденный ядерный изомер .
  2. ^ () - Неопределенность (1 σ ) приведена в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
  3. ^ Способы распада:
    n: Нейтронный выброс
    П: Протоновый выброс
  4. ^ Смелый символ как дочь - дочерний продукт стабилен.
  5. ^ () Значение спина - указывает на спин со слабыми аргументами назначения.
  6. ^ # - Значения, отмеченные #, не являются исключительно из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из тенденций соседних нуклидов (TNN).
  7. ^ Промежуточный продукт CNO-I в звездном нуклеосинтезе как часть процесса, продуцирующего гелий из водорода
  8. ^ Jump up to: а беременный Соотношение между 16
    А
    и 18
    А
    используется для вывода древних температур .
  9. ^ Может использоваться в Яментных исследованиях метаболических путей.
  10. ^ Можно использовать при изучении определенных метаболических путей.
  11. ^ Показан режим распада, энергетически допускается, но не наблюдался экспериментально, наблюдается в этом нуклиде.
  12. ^ Самый тяжелый, связанный с частицами изотоп кислорода, см. Ядерную линию капельницы

Стабильные изотопы

[ редактировать ]
Позднее в жизни массовой звезды, 16
А
концентрируется в Ne-Shell, 17
А
в H-Shell и 18
А
в He-Shell.

Естественный кислород из трех стабильных изотопов , 16
А
, 17
А
, и 18
А
, с 16
А
быть наиболее распространенным (99,762% естественного изобилия ). В зависимости от наземного источника, стандартный атомный вес варьируется в диапазоне [ 15,999 03 , 15,999 77 ] ( обычное значение составляет 15,999).

16
А
имеет высокую относительную и абсолютную изобилие, потому что это основной продукт звездной эволюции и потому что он является первичным изотопом, что означает, что он может быть создан только звездами , которые изначально были только водородом . [ 10 ] Большинство 16
А
синтезируется ; в конце процесса слияния в звездах гелия Процесс тройного альфа создает 12
В
, который захватывает дополнительный 4
Он
ядро для производства 16
А
Полем Процесс неонового сжигания создает дополнительные 16
А
. [ 10 ]

Оба 17
А
и 18
А
являются вторичными изотопами, что означает, что их синтез требует ядер семян. 17
А
в первую очередь изготавливается сжиганием водорода в гелий в цикле CNO , что делает его обычным изотопом в зонах сжигания водорода звезд. [ 10 ] Большинство 18
А
производится, когда 14
Не
(Сделано в изобилии от сжигания CNO) захватывает 4
Он
Ядро, становится 18
Фон
Полем Это быстро (полураспада около 110 минут) бета-распадается на 18
А
Сделать этот изотоп распространенным в богатых гелиевых зонах звезд. [ 10 ] Около 10 9 Кельвин необходим для объединения кислорода в серу . [ 11 ]

Атомная масса 16 была отнесена к кислороду перед определением единой атомной массовой единицы на основе 12
В
. [ 12 ] Поскольку физики ссылались 16
А
Только в то время как химики означали естественную смесь изотопов, это привело к немного различным массовым масштабам.

Приложения различных изотопов

[ редактировать ]

Измерения 18 / 16 O Соотношение часто используется для интерпретации изменений в палеоклимате . Кислород в воздухе земли составляет 99,759% 16
А
, 0.037% 17
А
и 0,204% 18
А
. [ 13 ] Молекулы воды с более легким изотопом немного чаще испаряются и реже падают в качестве осадков , [ 14 ] Таким образом, пресноводная и полярный лед Земли немного меньше ( 0,1981% ) 18
А
чем воздух ( 0,204% ) или морская вода ( 0,1995% ). Это несоответствие позволяет анализировать паттерны температуры с помощью исторических ледяных ядер .

Сплошные образцы (органические и неорганические) для изотопных соотношений кислорода обычно хранятся в чашках серебра и измеряются с помощью пиролиза и масс -спектрометрии . [ 15 ] Исследователи должны избегать неправильного или длительного хранения образцов для точных измерений. [ 15 ]

Из -за того, что естественный кислород в основном 16
O
, Образцы, обогащенные другими стабильными изотопами, могут использоваться для маркировки изотопа . Например, было доказано, что кислород, выпущенный в фотосинтезе, происходит в H 2 O , а не в также потребляемом CO 2 , посредством экспериментов по отслеживанию изотопа. Кислород, содержащийся в CO 2 , в свою очередь, используется для составления сахаров, образованных фотосинтезом.

В реакторах с тяжелой водой модератор нейтронов предпочтительно должен быть низким в 17
O
и 18
O
из -за их более высокого поперечного сечения поглощения нейтронов по сравнению с 16
О.
​Хотя этот эффект также может наблюдаться в реакторах с легкой водой , обычный водород ( протеум ) имеет более высокий поперечный сечение поглощения, чем любой стабильный изотоп кислорода, а его числовая плотность в два раза выше, чем у кислорода, так что этот эффект незначителен. Поскольку некоторые методы разделения изотопов обогащают не только более тяжелые изотопы водорода, но и более тяжелые изотопы кислорода при производстве тяжелой воды , концентрация 17
O
и 18
O
может быть измеренно выше. Кроме того, 17
O
(n, a) 14
C
Реакция является еще одним нежелательным результатом повышенной концентрации более тяжелых изотопов кислорода. Следовательно, средства, которые удаляют триция из тяжелой воды, используемой в ядерных реакторах, часто также удаляют или, по крайней мере, уменьшают количество более тяжелых изотопов кислорода.

Изотопы кислорода также используются для отслеживания композиции океана и температуры, из которых происходит морепродукты . [ 16 ]

Радиоизотопы

[ редактировать ]

Тринадцать радиоизотопов были охарактеризованы; самые стабильные 15
А
с полураспадом 122,266 (43) с и 14
А
с полураспадом 70,621 (11) с . Все оставшиеся радиоизотопы имеют период полураспада менее 27 с , и большинство имеют период полураспада менее 0,1 с. Четыре самых тяжелых известных изотопов (вплоть до 28
А
) распад путем выброса нейтронов в 24
А
, чей период полураспада составляет 77,4 (4,5) мс . Этот изотоп вместе с 28 Ne , использовались в модели реакций в коре нейтронных звезд. [ 17 ] Наиболее распространенным режимом распада для изотопов легче, чем стабильные изотопы, является β + распад до азота , и наиболее распространенный режим после IS β распад до фтора .

Кислород-13

[ редактировать ]

Кислород-13 является нестабильным изотопом , с 8 протонами и 5 нейтронами. Он имеет Spin 3/2- и полураспада 8,58 (5) мс . Его атомная масса составляет 13,024 815 (10) да . Он распадается до азота-13 путем захвата электронов, с энергией распада 17,770 (10) MEV . Его родительским нуклидом является фторином-14 .

Кислород-14

[ редактировать ]

Кислород-14 является вторым наиболее стабильным радиоизотопом. кислорода-14 Ионные лучи представляют интерес для исследователей ядер, богатых протоном; Например, один ранний эксперимент на объекте для редких изотопных балок в Восточном Лансинге, штат Мичиган , использовал 14 O Луч для изучения бета -распада перехода этого изотопа на 14 Северный [ 18 ] [ 19 ]

Кислород-15

[ редактировать ]

Кислород-15-это радиоизотоп, часто используемый в позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ). Это может быть использовано, среди прочего, для домашних животных для перфузионной визуализации миокарда и для мозга . визуализации [ 20 ] [ 21 ] Он имеет атомную массу 15,003 0656 (5) и период полураспада 122,266 (43) с . Он производится за счет Deuteron бомбардировки азота-14 с использованием циклотрона . [ 22 ]

14
Не
+ 2
ЧАС
15
А
+ n

Кислород-15 и азот-13 производится в воздухе, когда гамма-лучи (например, из молнии ) выбивают нейтроны 16 O и 14 N: [ 23 ]

16
А
+ C → 15
А
+ n
14
Не
+ C → 13
Не
+ n

15
А
распадается до 15
Не
, излучает позитрон . Позитрон быстро уничтожает с помощью электрона, производя два гамма -луча около 511 кэВ. После молнии это гамма-радиация умирает с полураспадом 2 минут, но эти гамма-лучи с низким энергопотреблением в среднем проходят только около 90 метров по воздуху. Вместе с лучами, полученными из позитронов из азота-13, они могут быть обнаружены только в течение минуты или около того, как «облако» 15
А
и 13
Не
плавает мимо, переносится ветром. [ 8 ]

Кислород-20

[ редактировать ]

Кислород-20 имеет период полураспада 13,51 ± 0,05 с и распадает β распадаться до 20 F. Это одна из известных выброшенных частиц кластера , излучаемых в распаде 228 Th с соотношением ветвления составляет около (1,13 ± 0,22) × 10 −13 . [ 24 ]

Смотрите также

[ редактировать ]
  1. ^ «Стандартные атомные веса: кислород» . Ciaaw . 2009
  2. ^ Прохаска, Томас; Irrgeher, Johanna; Благосостояние, Жаклин; Böhlke, John K.; Чессон, Лесли А.; Коплен, Тайлер Б.; Ding, наконечник; Данн, Филипп Дж.Х.; Грёнинг, Манфред; Холден, Норман Э.; Meijer, Harro AJ (2022-05-04). «Стандартные атомные веса элементов 2021 (технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . doi : 10.1515/pac-2019-0603 . ISSN   1365-3075 .
  3. ^ Jump up to: а беременный в Kondo, Y.; Achouri, NL; Falou, H. Al; и др. (2023-08-30). «Первое наблюдение 28O» . Природа . 620 (7976). Springer Science and Business Media LLC: 965–970. Bibcode : 2023natur.620..965K . doi : 10.1038/s41586-023-06352-6 . ISSN   0028-0836 . PMC   10630140 . PMID   37648757 .
  4. ^ Ван, Мэн; Хуан, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Найми С. (2021). «Оценка атомной массы AME 2020 (II). Таблицы, графики и ссылки*». Китайская физика c . 45 (3): 030003. DOI : 10.1088/1674-1137/Abddaf .
  5. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Kondev, FG; Ван, М.; Хуан, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). «Оценка ядерных свойств Nubase2020» (PDF) . Китайская физика c . 45 (3): 030001. DOI : 10.1088/1674-1137/Abddae .
  6. ^ Уэбб, ТБ; и др. (2019). "Первое наблюдение за несвязанными 11 O, зеркало ядра ореола 11 Li ". Письма о физическом обзоре . 122 (12): 122501–1–122501–7. : 1812.08880 . Bibcode : 2019 Phrvl.122L2501W . DOI : 10.1103/Physrevlett.122.12201 . PMID   30978039. . S2CID   844444422222222 ARXIV
  7. ^ Палежа, мая (2023-09-05). «Ученые наблюдают за разрушением ядра на четыре частицы» . Интересная нагрузка ..com . Получено 2023-09-29 .
  8. ^ Jump up to: а беременный Теруаки Эното; и др. (23 ноября 2017 г.). «Фотоядерные реакции, вызванные молниеносным разрядом». Природа . 551 (7681): 481–484. Arxiv : 1711.08044 . Bibcode : 2017natur.551..481e . doi : 10.1038/nature24630 . PMID   29168803 . S2CID   4388159 .
  9. ^ Jump up to: а беременный в «Атомный вес кислорода | Комиссия по изотопным численности и атомным весам» . ciaaw.org . Получено 2022-03-15 .
  10. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый BS Meyer (19–21 сентября 2005 г.). «Нуклеосинтез и галактическая химическая эволюция изотопов кислорода» (PDF) . Материалы программы космохимии НАСА и Лунного и планетарного института . Рабочая группа по кислороду в самой ранней солнечной системе . Гатлинбург, Теннесси. 9022.
  11. ^ Emsley 2001 , p. 297
  12. ^ Parks & Mellor 1939 , глава VI, раздел 7.
  13. ^ Cook & Lauer 1968 , p. 500.
  14. ^ Danceard, W (1964). «Стабильные изотопы при осадке» (PDF ) Теллус 16 (4): 436–4 Bibcode : 1964tell ... 16..436d Doi : 10.1111/ j.2153-3490.1964.tb0
  15. ^ Jump up to: а беременный Цанг, мужчина-Инь; Яо, Вейки; Це, Кевин (2020). Ким, Ил-Нам (ред.). «Окисленные серебристые чашки могут искать результаты изотопа кислорода небольших образцов» . Экспериментальные результаты . 1 : E12. doi : 10.1017/exp.2020.15 . ISSN   2516-712X .
  16. ^ Мартино, Жасмин С.; Trueman, Clive N.; Мазумдер, Дебашиш; Кроуфорд, Ягода; Doubleday, Зоэ А. (12 сентября 2022 г.). «Использование« химического снятия пальцев »для борьбы с мошенничеством с морепродуктами и незаконной рыбалкой» . Рыба и рыболовство . 23 (6). Phys.org : 1455–1468. doi : 10.1111/faf.12703 . S2CID   252173914 . Архивировано из оригинала 13 сентября 2022 года . Получено 13 сентября 2022 года . {{cite journal}}: CS1 Maint: Bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
  17. ^ Берри, DK; Горовиц, CJ (апрель 2008 г.). «Слияние изотопов богатых нейтронов в коре аккреции нейтронных звезд» . Физический обзор c . 77 (4): 045807. Arxiv : 0710.5714 . Bibcode : 2008 Phrvc..77d5807h . doi : 10.1103/physrevc.77.045807 . S2CID   118639621 .
  18. ^ «APS - FALF 2022 Встреча отдела APS по ядерной физике - событие - Производство балки кислорода -14 при 5 и 15 мэв/U с спектрометром MARS» . Бюллетень американского физического общества . 67 (17). Американское физическое общество.
  19. ^ Энергия, Департамент США. «Исследователи разрабатывают новый метод для изучения ядерных реакций на короткоживущие изотопы, участвующие в взрывах звезд» . Phys.org . Получено 16 декабря 2023 года .
  20. ^ Ришплер, Кристоф; Хигучи, Такахиро; Неколла, Стефан Г. (22 ноября 2014 г.). «Текущий и будущий статус перфузионных индикаторов миокарда домашних животных». Текущие отчеты о сердечно -сосудистой визу . 8 (1): 333–343. doi : 10.1007/s12410-014-9303-z . S2CID   72703962 .
  21. ^ Ким, Э. Эдмунд; Ли, Мен-Чул; Иноуэ, Томио; Вонг, Вай-Хой (2012). Клинический домашний живот и PET/CT: принципы и приложения . Спрингер. п. 182. ISBN  9781441908025 .
  22. ^ «Производство радионуклидов домашних животных» . Остинская больница, Остин Здоровье. Архивировано из оригинала 15 января 2013 года . Получено 6 декабря 2012 года .
  23. ^ Тиммер, Джон (25 ноября 2017 г.). «Удары молнии оставляют позади радиоактивное облако» . Ars Technica .
  24. ^ Bonetti, R.; Guglielmetti, A. (2007). «Радиоактивность кластера: обзор через двадцать лет» (PDF) . Румынский отчеты по физике . 59 : 301–310. Архивировано из оригинала (PDF) 19 сентября 2016 года.
  • Кук, Герхард А.; Лауэр, Кэрол М. (1968). «Кислород». В Клиффорде А. Хэмпел (ред.). Энциклопедия химических элементов . Нью -Йорк: Рейнхольд Корпорация. С. 499–512 . LCCN   68-29938 .
  • Эмсли, Джон (2001). «Кислород» . Строительные блоки природы: руководство A - Z по элементам . Оксфорд, Англия, Великобритания: издательство Оксфордского университета. С. 297–304 . ISBN  978-0-19-850340-8 .
  • Парки, GD; Mellor, JW (1939). Современная неорганическая химия Меллора (6 -е изд.). Лондон: Longmans, Green and Co.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 84816ecb4d72558764b2fd24db24c8a3__1723025040
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/84/a3/84816ecb4d72558764b2fd24db24c8a3.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Isotopes of oxygen - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)