Изотопы азота

Изотопы азота ( ₇ N)
беременный − α <0,01%	12 В
Стандартный атомный вес И r ° (n)
	[ 14.006 43 , 14.007 28 ] ; 14,007 ± 0,001 ( сокращен ) ;
	вид ; разговаривать ; редактировать ;

Натуральный азот ( ₇ N) состоит из двух стабильных изотопов : подавляющее большинство (99,6%) природного азота составляет азот-14 , а остаток- азот-15 . тринадцать радиоизотопов Также известны с атомными массами в диапазоне от 9 до 23, а также тремя ядерными изомерами . Все эти радиоизотопы недолговечны, самым долгоживым-азот-13 с периодом полураспада 9,965 (4) мин . Все остальные имеют период полураспада ниже 7,15 секунды, причем большинство из них ниже 620 миллисекунд. Большинство изотопов с атомным массовым числом ниже 14 распадаются до изотопов углерода , в то время как большинство изотопов с массами выше 15 распада до изотопов кислорода . Самым кратчайшим известным изотопом является азот-10 с полураспадом 143 (36) Йоклосекунд , хотя период полураспада азота-9 не измеряется точно.

Список изотопов

Нуклид ^{[ n 1 ]}	С	Не	Изотопная масса ( И ) ^{[ 3 ]} ^{[ N 2 ]}^{[ n 3 ]}	Период полураспада ^{[ 4 ]} [ Резонансная ширина ]	Разлагаться режим ^{[ 4 ]} ^{[ N 4 ]}	Дочь изотоп ^{[ n 5 ]}	Спин и паритет ^{[ 4 ]} ^{[ n 6 ]}^{[ n 7 ]}	Естественное изобилие (моль -дробь)
Нуклид ^{[ n 1 ]}	Энергия возбуждения			Период полураспада ^{[ 4 ]} [ Резонансная ширина ]	Разлагаться режим ^{[ 4 ]} ^{[ N 4 ]}	Дочь изотоп ^{[ n 5 ]}	Спин и паритет ^{[ 4 ]} ^{[ n 6 ]}^{[ n 7 ]}	Нормальная пропорция ^{[ 4 ]}	Диапазон вариации
⁹ Не ^{[ 5 ]}	7	2		<1 как ^{[ 5 ]}	5 с ^{[ n 8 ]}	⁴ Он
¹⁰ Не	7	3	10.041 65 (43)	143 (36) ис	P ? ^{[ n 9 ]}	⁹ В ?	1−, 2−
¹¹ Не	7	4	11.026 158 (5)	585 (7) ис [ 780.0 (9.3) Метод ]	п	¹⁰ В	1/2+
^11m Не	740 (60) Опыт			690 (80) ис	п		1/2−
¹² Не	7	5	12.018 6132 (11)	11.000 (16) MS	беременный ⁺ ( 98.07(4)% )	¹² В	1+
¹² Не	7	5	12.018 6132 (11)	11.000 (16) MS	беременный ⁺A ( 1,93 (4)% )	⁸ Быть ^{[ n 10 ]}	1+
¹³ Не ^{[ n 11 ]}	7	6	13.005 738 61 (29)	9.965 (4) мин	беременный ⁺	¹³ В	1/2−
¹⁴ Не ^{[ n 12 ]}	7	7	14.003 074 004 251 (241)	Стабильный			1+	[ 0.995 78 , 0.996 63 ] ^{[ 6 ]}
^{14 м} Не	2 312 .590 (10) Опыт				ЭТО	¹⁴ Не	0+
¹⁵ Не	7	8	15.000 108 898 266 (625)	Стабильный			1/2−	[ 0.003 37 , 0.004 22 ] ^{[ 6 ]}
¹⁶ Не	7	9	16.006 1019 (25)	7.13 (2) с	беременный ⁻ ( 99.998 46 (5)% )	¹⁶ А	2−
¹⁶ Не	7	9	16.006 1019 (25)	7.13 (2) с	беременный ⁻A ( 0,001 54 (5)% )	¹² В	2−
^16M Не	120,42 (12)			5,25 (6) μs	Это ( 99,999 611 (25)% )	¹⁶ Не	0−
^16M Не	120,42 (12)			5,25 (6) μs	беременный ⁻ ( 0.000 389 (25)% )	¹⁶ А	0−
¹⁷Не	7	10	17.008 449 (16)	4.173 (4) с	беременный ⁻N ( 95,1 (7)% )	¹⁶ А	1/2−
					беременный ⁻ ( 4.9(7)% )	¹⁷ А
					беременный ⁻A ( 0,0025 (4)% )	¹³ В
¹⁸ Не	7	11	18.014 078 (20)	619.2 (1,9) MS	беременный ⁻ ( 80.8(1.6)% )	¹⁸ А	1−
					беременный ⁻A ( 12,2 (6)% )	¹⁴ В
					беременный ⁻N ( 7,0 (1,5)% )	¹⁷ А
					беременный ⁻2n? ^{[ n 9 ]}	¹⁶ А ?
¹⁹ Не	7	12	19.017 022 (18)	336 (3) MS	беременный ⁻ ( 58.2(9)% )	¹⁹ А	1/2−
¹⁹ Не	7	12	19.017 022 (18)	336 (3) MS	беременный ⁻N ( 41,8 (9)% )	¹⁸ А	1/2−
²⁰ Не	7	13	20.023 370 (80)	136 (3) MS	беременный ⁻ ( 57.1(1.4)% )	²⁰ А	(2−)
					беременный ⁻N ( 42,9 (1,4)% )	¹⁹ А
					беременный ⁻2n? ^{[ n 9 ]}	¹⁸ А ?
²¹ Не	7	14	21.027 09 (14)	85 (5) MS	беременный ⁻N ( 87 (3)% )	²⁰ А	(1/2−)
					беременный ⁻ ( 13(3)% )	²¹ А
					беременный ⁻2n? ^{[ n 9 ]}	¹⁹ А ?
²² Не	7	15	22.034 10 (22)	23 (3) MS	беременный ⁻ ( 54.0(4.2)% )	²² А	0−#
					беременный ⁻N ( 34 (3)% )	²¹ А
					беременный ⁻2n ( 12 (3)% )	²⁰ А
²³ Не ^{[ n 13 ]}	7	16	23.039 42 (45)	13,9 (1,4) мс	беременный ⁻ (> 46,6 (7,2)% )	²³ А	1/2−#
					беременный ⁻N ( 42 (6)% )	²² А
					беременный ⁻2n ( 8 (4)% )	²¹ А
					беременный ⁻3n (< 3,4% )	²⁰ А
Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы: вид

^ ^мN - возбужденный ядерный изомер .
^ () - Неопределенность (1 σ ) приведена в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
^ # - атомная масса, отмеченная #: значение и неопределенность, полученные не из чисто экспериментальных данных, но, по крайней мере, отчасти от тенденций с массовой поверхности (TMS).
^ Способы распада:

ЭТО: Изомерный переход

n: Нейтронный выброс

П: Протоновый выброс
^ Смелый символ как дочь - дочерний продукт стабилен.
^ () Значение спина - указывает на спин со слабыми аргументами назначения.
^ # - Значения, отмеченные #, не являются исключительно из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из тенденций соседних нуклидов (TNN).
^ Разлагается протоном выбросом в ⁸
В
, который сразу же излучает два протона для формирования ⁶
Быть
, который, в свою очередь, излучает два протона для формирования стабильных ⁴
Он
^{[ 5 ]}
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Показанный режим затухания энергетически допускается, но не наблюдается экспериментально, наблюдается в этом нуклиде.
^ Немедленно распадается в две альфа -частицы для чистой реакции ¹²N → 3 ⁴Он + до ⁺.
^ Используется в позитронной эмиссионной томографии
^ Одно из немногих стабильных ядер нечетных
^ Самый тяжелый изотоп азота, связанный с частицами, см .

Азот-13

Азот-13 и кислород-15 продуцируются в атмосфере, когда гамма-лучи (например, из молнии ) выбивают нейтроны из азота-14 и кислорода-16:

¹⁴N + γ → ¹³N + n

¹⁶O + γ → ¹⁵O + n

Азот-13, продуцируемый в результате распада с полураспадом 9,965 (4) мин до углерода-13, излучая позитрон . Позитрон быстро уничтожает с помощью электрона, производя два гамма -луча около 511 кэВ . После молниеносного болта это гамма-радиация умирает с полураспадом десяти минут, но эти низкоэнергетические гамма-лучи проходят всего около 90 метров по воздуху в среднем, поэтому они могут быть обнаружены только на минуту или около «Облако» ¹³N и ¹⁵O плавает мимо, несет ветром. ^{[ 7 ]}

Азот-14

-14 является одним из двух стабильных ( нерадиоактивных ) изотопов азота химического элемента Азот , который составляет около 99,636% природного азота.

Азот-14 является одним из очень немногих стабильных нуклидов как нечетного числа протонов, так и нейтронов (семь каждый) и единственный, кто составляет большинство его элементов. Каждый протон или нейтрон способствует ядерному спину плюс или минус спина 1/2 , давая ядро полное магнитное вращение одного.

Считается , что первоначальным источником азота-14 и азота-15 во вселенной является звездный нуклеосинтез , где они продуцируются как часть цикла CNO .

Азот-14 является источником естественного, радиоактивного, углерода-14 . Некоторые виды космического излучения вызывают ядерную реакцию с азотом-14 в верхней атмосфере Земли, создавая углерод-14, который окуняется обратно на азот-14 с периодом 5700 полураспада (30) лет .

Азот-15

редким стабильным изотопом азота Азот-15 является . Два источника азота-15- позитроновое излучение кислорода -15 ^{[ 8 ]} и бета-распад углерода -15 . Азот-15 представляет собой один из самых низких поперечных сечений для захвата тепловых нейтронов всех изотопов. ^{[ 9 ]}

Азот-15 часто используется в ЯМР ( спектроскопия NMR-15 ЯМР ). В отличие от более обильного азота-14, который имеет целочисленное ядерное спин и, следовательно, квадрупольный момент , ¹⁵N имеет дробное ядерное вращение половины, которое предлагает преимущества для ЯМР, таких как более узкая ширина линии.

Отслеживание азота-15 -это метод, используемый для изучения цикла азота .

Азот-16

Радиоизотоп ¹⁶N - доминантный радионуклид в охлаждающей жидкости реакторов воды под давлением или реакторами кипящей воды во время нормальной работы. Это производится из ¹⁶O (в воде) через (n, p) реакцию , в которой ¹⁶O Атом захватывает нейтрон и изгнает протон. Он имеет короткий период полураспада около 7,1 с, ^{[ 4 ]} Но его распад обратно в ¹⁶O Производит высокоэнергетическое гамма-радиацию (от 5 до 7 МэВ). ^{[ 4 ]}^{[ 10 ]} Из -за этого доступ к первичной трубопроводам охлаждающей жидкости в реакторе под давлением воды должен быть ограничен во время работы питания реактора . ^{[ 10 ]} Это чувствительный и непосредственный индикатор утечек от первичной системы охлаждающей жидкости до вторичного парового цикла и является основным средством обнаружения для таких утечек. ^{[ 10 ]}

Изотопные подписи

Ссылки

^ «Стандартные атомные веса: азот» . Ciaaw . 2009
^ 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 .
^ 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 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон 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 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Чо, Адриан (25 сентября 2023 г.). «Мимолетная форма азота растягивает ядерную теорию до ее ограничений» . Science.org . Получено 27 сентября 2023 года .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} «Атомный вес азота | Комиссия по изотопным численности и атомным весам» . ciaaw.org . Получено 2022-02-26 .
^ 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 .
^ Справочник по химии и физике CRC (64 -е изд.). 1983–1984. п. B-234.
^ «Оценка файла ядерных данных (ENDF) поиск и построение» . Национальный центр ядерного обращения.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Neeb, Карл Хайнц (1997). Радиохимия атомных электростанций с реакторами с легкой водой . Берлин-Нью-Йорк: Уолтер де Грюйтер. п. 227. ISBN 978-3-11-013242-7 Полем Архивировано с оригинала 2016-02-05 . Получено 2015-12-20 .

[3] мN - возбужденный ядерный изомер .

[5] () - Неопределенность (1 σ ) приведена в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.

[TMS-6] # - атомная масса, отмеченная #: значение и неопределенность, полученные не из чисто экспериментальных данных, но, по крайней мере, отчасти от тенденций с массовой поверхности (TMS).

[8] Способы распада:

ЭТО: Изомерный переход

n: Нейтронный выброс

П: Протоновый выброс

[9] Смелый символ как дочь - дочерний продукт стабилен.

[10] () Значение спина - указывает на спин со слабыми аргументами назначения.

[TNN-11] # - Значения, отмеченные #, не являются исключительно из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из тенденций соседних нуклидов (TNN).

[13] Разлагается протоном выбросом в ⁸
В
, который сразу же излучает два протона для формирования ⁶
Быть
, который, в свою очередь, излучает два протона для формирования стабильных ⁴
Он
^{[ 5 ]}

[decay_mode_1-14] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Показанный режим затухания энергетически допускается, но не наблюдается экспериментально, наблюдается в этом нуклиде.

[15] Немедленно распадается в две альфа -частицы для чистой реакции ¹²N → 3 ⁴Он + до ⁺.

[16] Используется в позитронной эмиссионной томографии

[17] Одно из немногих стабильных ядер нечетных

[19] Самый тяжелый изотоп азота, связанный с частицами, см .

[1] «Стандартные атомные веса: азот» . Ciaaw . 2009

[CIAAW2021-2] 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 .

[AME2020_II-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 .

[NUBASE2020-7] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон 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 .

[N9sci-12] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Чо, Адриан (25 сентября 2023 г.). «Мимолетная форма азота растягивает ядерную теорию до ее ограничений» . Science.org . Получено 27 сентября 2023 года .

[Atomic_Weight_of_Nitrogen-18] Jump up to: ^а ^{беременный} «Атомный вес азота | Комиссия по изотопным численности и атомным весам» . ciaaw.org . Получено 2022-02-26 .

[20] 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 .

[21] Справочник по химии и физике CRC (64 -е изд.). 1983–1984. п. B-234.

[22] «Оценка файла ядерных данных (ENDF) поиск и построение» . Национальный центр ядерного обращения.

[Neeb-23] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Neeb, Карл Хайнц (1997). Радиохимия атомных электростанций с реакторами с легкой водой . Берлин-Нью-Йорк: Уолтер де Грюйтер. п. 227. ISBN 978-3-11-013242-7 Полем Архивировано с оригинала 2016-02-05 . Получено 2015-12-20 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ n 1 ]

[ 3 ]

[ N 2 ]

[ n 3 ]

[ 4 ]

[ N 4 ]

[ n 5 ]

[ n 6 ]

[ n 7 ]

[ 5 ]

[ n 8 ]

[ n 9 ]

[ n 10 ]

[ n 11 ]

[ n 12 ]

[ 6 ]

[ n 13 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]