Изотопы азота

редактировать
Основные изотопы азота   ( 7 N)
Изотоп Разлагаться
избыток период полураспада ( т 1/2 ) Режим продукт
13 с.ш. син 9,965 мин β + 13 С
14 с.ш. 99,6% стабильный
15 с.ш. 0,4% стабильный
Стандартный атомный вес A r, стандартный (Н)
  • Посмотреть
  • говорить
  • редактировать

Природный азот ( 7 N) состоит из двух стабильных изотопов : подавляющее большинство (99,6%) природного азота - это азот-14, а остальная часть - азот-15. Также известны четырнадцать радиоизотопов с атомными массами от 10 до 25, а также один ядерный изомер, 11 м Н. Все эти радиоизотопы короткоживущие, самым долгоживущим является азот-13 с периодом полураспада 9,965 минут. Все остальные имеют период полураспада менее 7,15 секунды, большинство из которых менее 620 миллисекунд. Большинство изотопов с атомными массовыми числами ниже 14 распадаются на изотопы углерода, в то время как большинство изотопов с массами выше 15 распадаются на изотопы кислорода. Самый короткоживущий из известных изотопов - это азот-10 с периодом полураспада около 200 йоктосекунд.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Список изотопов
  • 2 Азот-13
  • 3 Азот-14
  • 4 Азот-15
  • 5 изотопных сигнатур
  • 6 Ссылки

Список изотопов

Нуклид Z N Изотопная масса ( Да ) Период полураспада [ ширина резонанса ] Режим распада Дочерний изотоп Спин и паритет Естественное изобилие (мольная доля)
Энергия возбуждения Нормальная пропорция Диапазон вариации
10 с.ш. 7 3 10,04165 (43) 200 (140) × 10 −24 с [2,3 (16) МэВ] п 9 C (2-)
11 с.ш. 7 4 11.02609 (5) 550 (20) × 10 −24 с [1,58 (+ 75−52) МэВ] п 10 C 1/2 +
11м с.ш. 740 (60) кэВ 690 (80) × 10 −24 с 1 / 2-
12 с.ш. 7 5 12.0186132 (11) 11.000 (16) мс β + (96,5%) 12 C 1+
β +, α (3,5%) 8 Быть
13 с.ш. 7 6 13.00573861 (29) 9,965 (4) мин β + 13 C 1 / 2-
14 с.ш. 7 7 14.00307400446 (21) Стабильный 1+ 0,99636 (20) 0,99579–0,99654
15 с.ш. 7 8 15.0001088989 (6) Стабильный 1 / 2- 0,00364 (20) 0,00346–0,00421
16 с.ш. 7 9 16.0061019 (25) 7,13 (2) с β - (99,99855%) 16 О 2−
β -, α (0,00145%) 12 C
16 м с.ш. 120,42 (12) кэВ 5,25 (6) мкс ИТ (99,9996%) 16 N 0−
β - (0,0004%) 16 О
17 с.ш. 7 10 17.008449 (16) 4,173 (4) с β -, n (95,0%) 16 О 1 / 2-
β - (4,9975%) 17 О
β -, α (0,0025%) 13 C
18 с.ш. 7 11 18.014078 (20) 619,2 (19) мс β - (80,8%) 18 О 1−
β -, α (12,2%) 14 C
β -, n (7,0%) 17 О
19 с.ш. 7 12 19.017022 (18) 336 (3) мс β - (58,2%) 19 О (1 / 2-)
β -, n (41,8%) 18 О
20 с.ш. 7 13 20,02337 (8) 136 (3) мс β - (57,1%) 20 O
β -, n (42,9%) 19 O
21 с.ш. 7 14 21.02709 (14) 84 (7) мс β -, n (90,5%) 20 O (1 / 2-)
β - (9,5%) 21 O
22 с.ш. 7 15 22.03410 (22) 23 (3) мс β - (54%) 22 O 0− #
β -, n (34%) 21 O
β -, 2n (12%) 20 O
23 с.ш. 7 16 23.03942 (45) 13,9 (14) мс [ 14.1 +12 −15  мс ] β - (50%) 23 O 1/2 - #
β -, n (42%) 22 O
β -, 2n (8%) 21 O
24 с.ш. 7 17 24.05039 (43) # lt;52 нс п 23 с.ш.
25 с.ш. 7 18 25.06010 (54) # lt;260 нс 1/2 - #
  1. ^ m N - Возбужденный ядерный изомер.
  2. ^ () - Неопределенность (1 σ ) дана в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
  3. ^ # - Атомная масса с пометкой #: значение и погрешность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов по массовой поверхности (TMS).
  4. ^ Режимы распада:
    ЭТО: Изомерный переход
    n: Эмиссия нейтронов
    п: Эмиссия протонов
  5. ^ Дочерний жирный символ - дочерний продукт стабильный.
  6. ^ () значение спина - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
  7. ^ # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
  8. ^ Немедленно распадается на две альфа-частицы для чистой реакции 12 N → 3  4 He + e +.
  9. ^ Используется в позитронно-эмиссионной томографии.
  10. ^ Одно из немногих стабильных нечетно-нечетных ядер

Азот-13

Основная статья: Азот-13

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

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

Азот-13 распадается с периодом полураспада десять минут до углерода-13, испуская позитрон. Позитрон быстро аннигилирует с электроном, производя два гамма-излучения с энергией около 511 кэВ. После удара молнии это гамма-излучение затухает с периодом полураспада в десять минут, но эти низкоэнергетические гамма-лучи проходят в среднем только около 90 метров по воздуху, поэтому их можно обнаружить только в течение минуты или около того, как «Облако» 13 N и 15 O плывет, уносимое ветром.

Азот-14

Азот-14 является одним из двух стабильных (не радиоактивных ) изотопов от химического элемента азота, который составляет около 99.636% природного азота.

Азот-14 - один из очень немногих стабильных нуклидов с нечетным числом протонов и нейтронов (по семь каждого) и единственный, который составляет большую часть своего элемента. Каждый протон или нейтрон вносит ядерный спин с плюсовым или минусовым спином 1/2, что дает ядру общий магнитный спин, равный единице.

Как и все элементы тяжелее лития, первоначальным источником азота-14 и азота-15 во Вселенной считается звездный нуклеосинтез, где они образуются как часть цикла углерод-азот-кислород.

Азот-14 является источником природного радиоактивного углерода-14. Некоторые виды космического излучения вызывают ядерную реакцию с азотом-14 в верхних слоях атмосферы Земли, в результате чего образуется углерод-14, который снова распадается до азота-14 с периодом полураспада 5730 ± 40 лет.

Азот-15

Азот-15 является редким стабильным изотопом из азота. Два источника азота-15, являются позитронно - эмиссионной из кислорода-15 и бета - распад из углерода-15. Азот-15 представляет собой одно из самых низких сечений захвата тепловых нейтронов среди всех изотопов.

Азот-15 часто используется в ЯМР ( ЯМР-спектроскопия азота-15 ). В отличие от более распространенного азота-14, который имеет целочисленный ядерный спин и, следовательно, квадрупольный момент, 15 N имеет дробный ядерный спин, равный половине, что дает преимущества для ЯМР, такие как более узкая ширина линии.

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

Изотопные подписи

Основная статья: Изотопная подпись § Изотопы азота

Рекомендации

Последняя правка сделана 2023-04-05 06:13:08
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте