Azot izotopları - Isotopes of nitrogen

Ana nitrojen   izotopları ( 7 N)
İzotop Çürüme
bolluk yarı ömür ( t 1/2 ) mod ürün
13 N syn 9.965 dk β + 13 C
14 N % 99.6 kararlı
15 N % 0.4 kararlı
Standart atom ağırlığı A r, standart (N)

Doğal nitrojen ( 7 N) iki kararlı izotoptan oluşur : Doğal olarak oluşan nitrojenin büyük çoğunluğu (% 99.6) nitrojen-14 , geri kalanı ise nitrojen-15'tir . Atomik kütleleri 10 ila 25 arasında değişen on dört radyoizotop , bir nükleer izomer , 11m N ile birlikte bilinmektedir . Bu radyoizotopların tümü kısa ömürlüdür, en uzun ömürlü olanı 9.965 dakikalık yarı ömre sahip nitrojen-13'tür. Diğerlerinin hepsinin yarılanma ömürleri 7.15 saniyenin altındadır ve bunların çoğu 620 milisaniyenin altındadır. Çoğu ile izotopları atomik kütle numaralarına 14 bozunma aşağıdaki Karbon izotopları 15 çürüme üzerinde kütleli izotoplar pek çoğu, ile, oksijen izotopları . Bilinen en kısa ömürlü izotop, yarı ömrü yaklaşık 200 yoktosaniye olan nitrojen- 10'dur .

İzotopların listesi

Nuklid
Z N İzotopik kütle ( Da )
Yarı ömür

[ rezonans genişliği ]
Bozunma
modu

Kız
izotopu

Döndür ve
eşlik
Doğal bolluk (mol fraksiyonu)
Uyarma enerjisi Normal oran Varyasyon aralığı
10 N 7 3 10.04165 (43) 200 (140) × 10 −24 sn
[2,3 (16) MeV]
p 9
C
(2−)
11 N 7 4 11.02609 (5) 550 (20) × 10 24 s
[1,58 (+ 75−52) MeV]
p 10
C
1/2 +
11m K 740 (60) keV 690 (80) × 10 −24 saniye 1 / 2−
12 N 7 5 12.0186132 (11) 11.000 (16) ms β + (% 96,5) 12
C
1+
β + , α (% 3,5) 8
Ol
13 N 7 6 13.00573861 (29) 9.965 (4) dakika β + 13
C
1 / 2−
14 N 7 7 14.00307400446 (21) Kararlı 1+ 0.99636 (20) 0.99579–0.99654
15 N 7 8 15.0001088989 (6) Kararlı 1 / 2− 0,00364 (20) 0,00346–0,00421
16 N 7 9 16.0061019 (25) 7,13 (2) sn β - (% 99.99855) 16
Ö
2−
β - , α (.00145%) 12
C
16m K 120,42 (12) keV 5,25 (6) µs BT (% 99,9996) 16
N
0−
β - (% 0.0004) 16
Ö
17 N 7 10 17.008449 (16) 4,173 (4) s β - , n (% 95.0) 16
Ö
1 / 2−
β - (% 4,9975) 17
Ö
β - , α (.0025%) 13
C
18 N 7 11 18.014078 (20) 619,2 (19) ms β - (% 80,8) 18
Ö
1−
β - , α (% 12,2) 14
C
β - , n (% 7.0) 17
Ö
19 N 7 12 19.017022 (18) 336 (3) ms β - (% 58,2) 19
Ö
(1/2−)
β - , n (% 41,8) 18
Ö
20 N 7 13 20.02337 (8) 136 (3) ms β - (% 57.1) 20 O
β - , n (% 42.9) 19 O
21 N 7 14 21.02709 (14) 84 (7) ms β - , n (% 90,5) 20 O (1/2−)
β - (% 9,5) 21 O
22 N 7 15 22.03410 (22) 23 (3) ms β - (% 54) 22 O 0− #
β - , n (% 34) 21 O
β - , 2n (% 12) 20 O
23 N 7 16 23.03942 (45) 13,9 (14) ms
[ 14.1 +12
−15
 ms
]
β - (% 50) 23 O 1 / 2− #
β - , n (% 42) 22 O
β - , 2n (% 8) 21 O
24 N 7 17 24.05039 (43) # <52 ns n 23 N
25 N 7 18 25.06010 (54) # <260 ns 1 / 2− #
  1. ^ m N - Heyecanlı nükleer izomer .
  2. ^ () - Belirsizlik (1 σ ), karşılık gelen son rakamlardan sonra parantez içinde kısa bir şekilde verilir.
  3. ^ # - # işaretli atomik kütle: tamamen deneysel verilerden değil, en azından kısmen Kütle Yüzeyinden (TMS) gelen trendlerden türetilen değer ve belirsizlik.
  4. ^ Bozulma modları:
    O: İzomerik geçiş
    n: Nötron emisyonu
    p: Proton emisyonu
  5. ^ Kızı olarak kalın sembol - Kız ürünü kararlıdır.
  6. ^ () spin değeri - Zayıf atama argümanlarına sahip spini gösterir.
  7. ^ # - # ile işaretlenmiş değerler tamamen deneysel verilerden değil, en azından kısmen komşu çekirdeklerin (TNN) trendlerinden türetilmiştir.
  8. ^ 12 N → 3  4 He + e + net reaksiyonu için hemen iki alfa parçacığına dönüşür .
  9. ^ Kullanılan pozitron emisyon tomografisi .
  10. ^ Birkaç kararlı tek-garip çekirdekten biri

Nitrojen-13

Gama ışınları (örneğin yıldırımdan ) nötronları nitrojen-14 ve oksijen-16'dan çıkardığında, atmosferde nitrojen-13 ve oksijen-15 üretilir :

14 N + γ → 13 N + n
16 O + γ → 15 O + n

Azot-13, on dakikalık bir yarı ömürle karbon-13'e bozunarak bir pozitron yayar . Pozitron, bir elektronla hızla yok olur ve yaklaşık 511 keV'lik iki gama ışını üretir. Bir şimşek çakmasından sonra, bu gama radyasyonu on dakikalık bir yarı ömürle söner, ancak bu düşük enerjili gama ışınları havada ortalama olarak yalnızca 90 metreye ulaşır, bu nedenle yalnızca bir dakika kadar tespit edilebilirler. Rüzgar tarafından taşınan 13 N ve 15 O değerindeki "bulut" yüzer.

Nitrojen-14

Nitrojen-14, doğal nitrojenin yaklaşık% 99.636'sını oluşturan kimyasal element nitrojenin iki kararlı ( radyoaktif olmayan ) izotopundan biridir .

Nitrojen-14, hem tek sayıda proton hem de nötron (her biri yedi) içeren çok az sayıda kararlı çekirdekten biridir ve elementinin çoğunu oluşturan tek çekirdektir. Her proton veya nötron , çekirdeğe bir toplam manyetik dönüş veren artı veya eksi dönüş 1/2'lik bir çekirdek dönüşüne katkıda bulunur .

Tüm elemanlar daha ağır gibi lityum , nitrojen-14 ve nitrojen-15 orijinal kaynağına Evrenin olduğuna inanılmaktadır yıldız nükleosentez da bir parçası olarak üretilir, karbon-azot-oksijen döngüsü .

Azot-14, doğal olarak oluşan radyoaktif karbon-14'ün kaynağıdır . Bazı kozmik radyasyon türleri , Dünya'nın üst atmosferinde nitrojen-14 ile nükleer reaksiyona neden olur ve karbon-14 oluşturur ve bu da 5,730 ± 40 yıllık yarı ömürle nitrojen-14'e dönüşür .

Nitrojen-15

Azot-15 nadir stabil olan izotop arasında azot . Nitrojen-15 iki kaynaklarıdır pozitron emisyon bölgesinin oksijen-15 ve beta bozunması ve karbon-15 . Azot-15, tüm izotopların en düşük termal nötron yakalama kesitlerinden birini sunar.

Nitrojen-15, NMR'de ( Nitrojen-15 NMR spektroskopisi ) sıklıkla kullanılır . Tamsayı bir nükleer dönüşe ve dolayısıyla dört kutuplu bir momente sahip olan daha bol nitrojen-14'ün aksine , 15 N, daha dar çizgi genişliği gibi NMR için avantajlar sunan, yarımlık bir fraksiyonel nükleer dönüşe sahiptir.

Nitrojen-15 izleme , nitrojen döngüsünü incelemek için kullanılan bir tekniktir .

İzotopik imzalar

Referanslar