Isotoper av syre

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 20 juli 2021; kontroller kräver 4 redigeringar .

Isotoper av syre  är varianter av det kemiska elementet syre med ett annat antal neutroner i atomkärnan . Det finns 16 kända isotoper av syre med masstal från 11 till 26 (antal protoner 8, neutroner från 3 till 18). Nukleära isomerer är okända.

Naturligt syre består av en blandning av tre stabila isotoper:

• 16O ( isotopisk mängd 99,76%)
• 17O (isotopmängd 0,04%)
• 18O (isotopmängd 0,20%)

Den radioaktiva isotopen som lever längst är 15 O, med en halveringstid på 122,24 sekunder.

Stabila isotoper

Naturligt syre består av tre stabila isotoper, 16 O , 17 O och 18 O , varav 16 O -isotopen är den vanligaste (99,762 %) syreisotopen [1] .

Övervikten av isotopen 16 O förklaras av det faktum att den bildas i processen av termonukleär fusion som sker i stjärnor [2] .

Det mesta av 16 O bildas i slutet av heliumfusionsprocessen i stjärnor. Under trippel alfa-reaktionen syntetiseras 12C-isotopen , som fångar ytterligare en 4 He -kärna . Dessutom bildas 16 O vid kärnförbränning av neon [2] .

17O och 18O är sekundära isotoper. 17 O bildas huvudsakligen under CNO-cykeln och finns huvudsakligen i väteförbränningszonen [2] . Det mesta av 18 O bildas i reaktionen av fångst av 4 He -kärnor av 14 N -isotopen med ackumulering i heliumzonen av stjärnor [2] . Sammanslagningen av två syrekärnor och bildandet av en svavelkärna kräver en temperatur på en miljard kelvin [3] .

Syre i jordens atmosfär är 99,759 % 16O , 0,037 % 17O och 0,204 % 18O [ 4] .

Oxygen-18

Det används i syntesen av 18 F genom metoden för protonbombardement av mål med 18 O i acceleratorer. För att göra detta berikas naturligt syre med 18 O till 95%. Separation av isotoper utförs genom destillation och/eller centrifugering [5] [6] .

Radioisotoper

Konstgjorda syreisotoper är också kända i intervallet av masstal från 12 till 24 [1] . De mest stabila är 15 O med en halveringstid på 122,24 s och 14 O med en halveringstid på 70,606 s [1] . Alla andra radioaktiva isotoper har halveringstider mindre än 27 s, de flesta av dem har halveringstider mindre än 83 millisekunder [1] . Till exempel har 24 O en halveringstid på 61 ms [7] .

De vanligaste sönderfallsvägarna för lätta isotoper är β + sönderfall (med bildning av kväveisotoper) [8] [9] [10] , och för tunga isotoper - β sönderfall ( med bildning av fluorisotoper ).

Oxygen-13

Oxygen-13 är en instabil isotop av syre, vars kärna består av 8 protoner och 5 neutroner. Kärnspinn 3/2, halveringstid 8,58 ms. Atommassa 13,0248 amu. e. m. Det förvandlas till 13 N genom elektroninfångning med frigörandet av en sönderfallsenergi på 17,765 MeV [11] . Det är en nedbrytningsprodukt av fluor-14 [12] . Det erhölls först av Rutherford genom att bombardera kvävekärnor med alfapartiklar.

Oxygen-15

Isotopen 15 O används i positronemissionstomografi , men mycket mindre frekvent än 18 F eller 11 C. Detta beror på den för korta halveringstiden för 15 O. 15 O- kärnan består av 8 protoner, 7 neutroner, atommassa 15,0030654 a.u. e. m. Halveringstiden är 122 sekunder [13] .

Tabell över isotoper

Nuklidsymbol _	Z ( p )	N( n )	Massa av isotopen [14] ( a.u.m. )	Halveringstid [ 15] (T 1/2 )	Decay kanal	Förfallande produkt	Spinn och paritet av kärnan [15]	Isotopens förekomst i naturen	Omfång av förändringar i isotopisk förekomst i naturen
	Excitationsenergi
11 O	åtta	3	11,051250(60)	(1,98 ± (22))⋅10 -22  s [ 2,31 ± 0,14 ]	2p	9C _	(3/2−)
12 O	åtta	fyra	12,034368(13)	(8,9 ± (33)) ⋅10 -21  s	2p (60,0%)	10C _	0+
13 O	åtta	5	13,024815(10)	8,58±(5)ms	β + (89,1%)	13 N	(3/2−)
					β + , p (10,9 %)	12C _
14 O	åtta	6	14.008596706(27)	70,621 ± (11) s	β +	14 N	0+
15 O	åtta	7	15,0030656(5)	122,266 ± (43) s	β +	15 N	1/2−
16 O	åtta	åtta	15,9949146193(3)	stabil			0+	0,99757(16)	0,99738–0,99776
17 O	åtta	9	16,9991317560(7)	stabil			5/2+	3,8(1)⋅10 −4	(3,7–4,0)⋅10 −4
18 O	åtta	tio	17,9991596121(7)	stabil			0+	2,05(14)⋅10 −3	(1,88–2,22)⋅10 −3
19 O	åtta	elva	19,0035780(28)	26,470 ± (6) s	β −	19F _	5/2+
20o _	åtta	12	20,0040754(9)	13,51±(5) s	β −	20F _	0+
21 O	åtta	13	21,008655(13)	3,42±(10) s	β −	21F _	(5/2+)
22 O	åtta	fjorton	22,00997(6)	2,25 ± (9) s	β − (>78 %)	22F _	0+
					β − , n (<22 %)	21F _
23 O	åtta	femton	23,01570(13)	97 ± (8) ms	β − (93 %)	23F _	1/2+
					β − , n (7 %)	22F _
24 O	åtta	16	24.01986(18)	77,4±(45)ms	β − (57 %)	24F _	0+
					β − , n (43 %)	23F _
25 O	åtta	17	25,02934(18)	(5,18 ± (0,35)) ⋅10 -21  s	n	24 O	3/2+#
26 O	åtta	arton	26,03721(18)	4,2(33)⋅10 -12 s	2n	24 O	0+
27 O	åtta	19	27.04796(54)#	< 260 ns	n	26 O	3/2+#
28 O	åtta	tjugo	28.05591(75)#	< 100 ns	2n	26 O	0+

Förklaringar till tabellen

• Isotopförekomster ges för de flesta naturliga prover. För andra källor kan värdena variera kraftigt.

• Indexen 'm', 'n', 'p' (bredvid symbolen) anger nuklidens exciterade isomera tillstånd.

• Symboler i fet stil indikerar stabila nedbrytningsprodukter.

• Värden markerade med en hash (#) härleds inte enbart från experimentella data, utan är (åtminstone delvis) uppskattade från systematiska trender i närliggande nuklider (med samma Z- och N -förhållanden ). Osäkerhetsspinn och/eller paritetsvärden är omgivna inom parentes.

• Osäkerhet anges som ett tal inom parentes, uttryckt i enheter av den sista signifikanta siffran, betyder en standardavvikelse (med undantag för mängden och standardatommassan för en isotop enligt IUPAC -data , för vilken en mer komplex definition av osäkerhet är Begagnade). Exempel: 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 även

• Dole effekt
• Nukleosyntes
• Syre
• Kärnfysik

Anteckningar

1. ↑ 1 2 3 4 K. L. Barbalace. Grundämnenas periodiska system: O - Syre . EnvironmentalChemistry.com . Hämtad: 17 december 2007.  (obestämd)
2. ↑ 1 2 3 4 B. S. Meyer (19–21 september 2005). "Nukleosyntes och galaktisk kemisk utveckling av syreisotoperna" (PDF) . Proceedings av NASA Cosmochemistry Program och Lunar and Planetary Institute . Arbetsgrupp om syre i det tidigaste solsystemet . Gatlinburg, Tennessee. 9022.
3. ↑ Emsley, 2001 , sid. 297.
4. ↑ Cook, 1968 , sid. 500.
5. ↑ Metod för anrikning av syreisotop
6. ↑ sätt att separera syreisotoper
7. ↑ Syre-24 . WWW Tabell över radioaktiva isotoper . LUNDS Universitet , LBNL Isotopes Project (28 februari 1999). Hämtad 8 juni 2009. Arkiverad från originalet 28 juli 2012.  (obestämd)
8. ↑ NUDAT . Datum för åtkomst: 6 juli 2009. Arkiverad från originalet den 28 juli 2012.  (obestämd)
9. ↑ NUDAT . Datum för åtkomst: 6 juli 2009. Arkiverad från originalet den 28 juli 2012.  (obestämd)
10. ↑ NUDAT . Datum för åtkomst: 6 juli 2009. Arkiverad från originalet den 28 juli 2012.  (obestämd)
11. ↑ Grundämnenas periodiska system: O - Oxygen (EnvironmentalChemistry.com)
12. ↑ Grundämnenas periodiska system: F - Fluor (EnvironmentalChemistry.com)
13. ↑ oxygen 15 - definition av oxygen 15 i Medical dictionary - av Free Online Medical Dictionary, Thesaurus and Encyclopedia
14. ↑ Data baserad på Huang WJ , Meng Wang , Kondev FG , Audi G. , Naimi S. The Ame2020 atomic mass evaluation (I). Utvärdering av indata och justeringsprocedurer  (engelska)  // Chinese Physics C. - 2021. - Vol. 43 , iss. 3 . - P. 030002-1-030002-342 . doi : 10.1088 / 1674-1137/abddb0 .
15. ↑ 1 2 Data ges efter Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. , Audi G. Nubase2020 -utvärderingen av kärnegenskaper  // Kinesisk fysik  C. - 2021. - Vol. 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  (engelska) / Clifford A. Hampel. - New York: Reinhold Book Corporation, 1968. - P. 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 moderna oorganiska kemi  (ospecificerad) . — 6:a. — London: Longmans, Green and Co , 1939.

isotoper

ett 2                             3 fyra 5 6 7 åtta 9 tio elva 12 13 fjorton femton 16 17 arton ett x H   x han 2 x Li x vara   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 _ xAr _ fyra 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 Mån x Tc x Ru x Rh x Pd xAg _ x CD x in x Sn x Sb x Te x jag x Xe 6 x Cs x Ba xLa _ 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 Jfr 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 _   alkaliska metaller alkaliska jordartsmetaller Lantanider Aktinider övergångsmetaller lättmetaller _ Halvmetaller icke-metaller Halogener ädelgaser Egenskaper okända