Izotopy azotu - Isotopes of nitrogen

Główne izotopy azotu   ( 7 N)
Izotop Rozkład
obfitość okres półtrwania ( t 1/2 ) tryb produkt
13 N syn 9,965 min β + 13 C
14 N 99,6% stabilny
15 N 0,4% stabilny
Standardowa masa atomowa A r, wzorzec (N)

Naturalny azot ( 7 N) składa się z dwóch stabilnych izotopów : zdecydowana większość (99,6%) naturalnie występującego azotu to azot-14 , a reszta to azot-15 . Czternaście radioizotopy znane są również z masy atomowej w zakresie od 10 do 25, wraz z jednym izomeru jądrowego , 11m N. Każdy z tych izotopów są krótko, najdłużej żył jest azot-13 z okresem półtrwania wynoszącym 9.965 minuty. Wszystkie pozostałe mają okresy półtrwania poniżej 7,15 sekundy, a większość z nich jest poniżej 620 milisekund. Większość izotopów o masach atomowych poniżej 14 rozpada się na izotopy węgla , podczas gdy większość izotopów o masach powyżej 15 rozpada się na izotopy tlenu . Najkrócej żyjącym znanym izotopem jest azot-10, którego okres półtrwania wynosi około 200 jooktosekund .

Lista izotopów

Nuklid
Z N Masa izotopowa ( Da )
Okres półtrwania

[ szerokość rezonansu ]

Tryb zanikania


Izotop córki

Spin i
parzystość
Naturalna obfitość (ułamek molowy)
Energia wzbudzenia Normalna proporcja Zakres zmienności
10 N 7 3 10,04165 (43) 200 (140) x 10 -24 e
[2,3 (16) MeV]
p 9
do
(2−)
11 N. 7 4 11.02609 (5) 550 (20) x 10 -24 y
[1,58 (+ 75-52) MeV]
p 10
do
1/2 +
11m N 740 (60) keV 690 (80) x 10 -24 s 1 / 2−
12 N. 7 5 12,0186132 (11) 11,000 (16) ms β + (96,5%) 12
do
1+
β + , α (3,5%) 8
Być
13 N 7 6 13,00573861 (29) 9,965 (4) min β + 13
do
1 / 2−
14 N 7 7 14,00307400446 (21) Stabilny 1+ 0,99636 (20) 0,99579–0,99654
15 N 7 8 15,0001088989 (6) Stabilny 1 / 2− 0, 00364 (20) 0,00346–0,00421
16 N 7 9 16,0061019 (25) 7.13 (2), s β - (99,99855%) 16
O
2−
β - , α (0,00145%) 12
do
16m N 120,42 (12) keV 5,25 (6) µs IT (99,9996%) 16
N
0−
β - (0,0004%) 16
O
17 N 7 10 17,008449 (16) 4.173 (4) s β - , n (95,0%) 16
O
1 / 2−
β - (4,9975%) 17
O
β - , α (0,0025%) 13
do
18 N 7 11 18.014078 (20) 619,2 (19) ms β - (80,8%) 18
O
1−
β - , α (12,2%) 14
do
β - , n (7,0%) 17
O
19 N 7 12 19.017022 (18) 336 (3) ms β - (58,2%) 19
O
(1/2−)
β - , n (41,8%) 18
O
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 - wzbudzony izomer jądrowy .
  2. ^ () - Niepewność (1 σ ) jest podana w zwięzłej formie w nawiasach po odpowiednich ostatnich cyfrach.
  3. ^ # - Masa atomowa oznaczona #: wartość i niepewność nie pochodzą z czysto eksperymentalnych danych, ale przynajmniej częściowo z trendów z powierzchni masy (TMS).
  4. ^ Tryby rozpadu:
    TO: Przejście izomeryczne
    n: Emisja neutronów
    p: Emisja protonów
  5. ^ Pogrubiony symbol jako córka - produkt córki jest stabilny.
  6. ^ () wartość wirowania - wskazuje spin ze słabymi argumentami przypisania.
  7. ^ # - Wartości oznaczone # nie pochodzą wyłącznie z danych eksperymentalnych, ale przynajmniej częściowo z trendów sąsiednich nuklidów (TNN).
  8. ^ Natychmiast rozpada się na dwie cząstki alfa dla reakcji netto 12 N → 3  4 He + e + .
  9. ^ Stosowany w pozytonowej tomografii emisyjnej .
  10. ^ Jedno z niewielu stabilnych jąder nieparzystych

Azot-13

Azot-13 i tlen-15 są wytwarzane w atmosferze, gdy promienie gamma (na przykład z pioruna ) wybijają neutrony z azotu-14 i tlenu-16:

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

Azot-13 rozpada się z okresem półtrwania wynoszącym dziesięć minut do węgla-13, emitując pozyton . Pozyton szybko anihiluje z elektronem, wytwarzając dwa promienie gamma o wartości około 511 keV. Po piorunie to promieniowanie gamma gaśnie z okresem półtrwania wynoszącym dziesięć minut, ale te niskoenergetyczne promienie gamma przechodzą w powietrzu średnio tylko około 90 metrów, więc mogą być wykrywane tylko przez minutę lub dłużej. „chmura” 13 N i 15 O unosi się niesiona przez wiatr.

Azot-14

Azot-14 jest jednym z dwóch stajni (nie radioaktywnego ) Izotopy z pierwiastek chemiczny azotu , co sprawia, że o 99.636% naturalnego azotu.

Azot-14 jest jednym z nielicznych stabilnych nuklidów z nieparzystą liczbą protonów i neutronów (po siedem w każdym) i jako jedyny stanowi większość jego pierwiastka. Każdy proton lub neutron przyczynia się do powstania spinów jądrowych o wartości dodatniej lub ujemnej 1/2 , co daje jądru całkowity spin magnetyczny równy jeden.

Jak wszystkie pierwiastki cięższe od litu , uważa się , że pierwotnym źródłem azotu-14 i azotu-15 we Wszechświecie jest gwiezdna nukleosynteza , w której są wytwarzane w ramach cyklu węgiel-azot-tlen .

Azot-14 jest źródłem naturalnie występującego radioaktywnego węgla-14 . Niektóre rodzaje promieniowania kosmicznego powodują reakcję jądrową z azotem-14 w górnych warstwach atmosfery Ziemi, tworząc węgiel-14, który rozpada się z powrotem do azotu-14 z okresem półtrwania wynoszącym 5730 ± 40 lat.

Azot-15

Azotu 15 jest rzadką stabilny izotop z azotem . Dwa źródła azot-15 są emisyjnej z tlenu-15 i rozpadu beta z węglem-15 . Azot-15 ma jeden z najniższych przekrojów wychwytu neutronów termicznych ze wszystkich izotopów.

Azot-15 jest często używany w NMR ( spektroskopia NMR azotu-15 ). W przeciwieństwie do bardziej rozpowszechnionego azotu-14, który ma całkowity spin jądrowy, a tym samym moment kwadrupolowy , 15 N ma ułamkowy spin jądrowy wynoszący połowę, co zapewnia korzyści dla NMR, takie jak węższa szerokość linii.

Śledzenie azotu-15 jest techniką stosowaną do badania cyklu azotu .

Podpisy izotopowe

Bibliografia