Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
| Поширеність ізотопів кисню | |
|---|---|
| 16O | 99.76% |
| 0.04% | |
| 18O | 0.20% |
Ізото́пи ки́сню — атоми кисню (оксигену) з різною чисельністю нейтронів у ядрах. Відомо 18 ізотопів кисню, з них три — стабільних: 16O, , 18O. Решта 15 — від 11O до 28O —— радіоактивні та мають період напіврозпаду менше 123 секунд.
Кисень-16 є третім за поширеністю ізотопом у Всесвіті, поступається лише 1H та 4He. На Землі частка 16O з-поміж ізотопів кисню становить 99,76%, внаслідок цього атомна маса кисню усереднено становить 15.9994 а.о.м.. В окремих середовищах, внаслідок температурних змін, тощо вона коливається в проміжку 15.99903—15.99977 а.о.м..
Стабільні ізотопи
У природі існує три стабільних ізотопи кисню: 16O, , 18O.
Кисень-16 є другим після гелію-4 найрозповсюдженішим ізотопом з поміж продуктів зоряного нуклеосинтезу. Та утворюється після потрійної альфа реакції:
4He + 4He → 8Be (−0.0918 MeV) Злиттям двох ядер гелію-4 виникає нестабільний берилій-8. 8Be + 4He → 12C + 2 γ||(+7.367 MeV)|| Якщо берилій-8 встигає провзаємодіяти з ядром гелію-4, утворюється вуглець-12. 12C + 4He → 16O + γ ||(+7.162 MeV)|| вуглець-12 поглинанням ядра гелію-4 у свою чергу продукує кисень-16.
У свою чергу два ядра кисню-16, в надрах масивних зір при температурах від 1500000000 K, можуть зливатися в ядра важчих елементів. Внаслідок цієї реакції ядерного горіння кисню утворюються різноманітні ізотопи, як масивніші (, , 28Si, , , , , ) так і легші (1H, 2H, 4He).
Співвідношення ізотопів
1935 року було виявлено, що співвідношення R=+18O/16O в атмосфері Землі є вищим аніж у морській воді. Явище отримало назву [en] на честь американського хіміка. Станом на 2005 рік співвідношення δ було виміряне: +R(атмосфери)/R(океану)-1=23.88‰. Цей дисбаланс виникає через мас-залежне фракціонування ізотопів хімічних елементів живими організмами (при диханні чи фотосинтезі). Також важка вода (молекули з важчими ізотопами кисню чи водню) слабше випаровується з водойм при нижчих температурах. Аналізуючи співвідношення δ=+R(зразок)/R(стандарт)-1 можна оцінити температуру клімату планети на момент формування зразка, наприклад, вмерзання повітряної бульбашки в кригу. Порівняння ізотопного складу кисню для вкраплень повітря в крижаних кернах льодовиків із сучасними значеннями (наприклад [en]) дозволяє палеоекології встановлювати хронологію кліматичних змін.
Радіонукліди
Окрім трьох стабільних ізотопів кисню, було штучно синтезовано ще 15, усі вони короткоживучі. Найдовше існує 15O — період напіврозпаду 122.24±0.16 c. Найкоротше 25O — 2.8±0.5. × 10-21 с.
- Ізотопи з меншою кількістю нейронів (11O—15O) головно за рахунок бета-розпаду з випромінюванням позитрона (β+) перетворюються на вуглець чи азот.
- Ізотопи з більшою кількістю нейронів (19O—28O) зазвичай через бета-розпад з випускання електрона (β-), перетворюються на флуор.
Кисень-15
Кисень-15 є однією з проміжних ланок вуглецево-азотного циклу (CNO-циклу), в якому чотири ядра протію (1H) перетворюються на ядро гелію-4 (4He). Цикл відіграє важливу роль в зоряному нуклеосинтезі.
Цей радіонуклід застосовується в медицині для позитронно-емісійної томографії (PET-візуалізація). 15O розпадається, випромінюючи позитрон, який у свою чергу анігілює з електроном з емісією двох гамма-квантів (з енергіями по ~511 кеВ). Аналіз розподілу гамма-квантів і використовується при обстеженні легень, центральної та периферійної гемодинаміки тощо. Щоправда через короткий час існування (період напіврозпаду — близько 2 хвилин), частіше застосовують інші ізотопи (11C, 13N, ).
В умовах земної атмосфери кисень-15 утворюється зокрема внаслідок впливу гамма-променів, що виникають зокрема від блискавок, на стабільний ізотоп 16O в молекулах кисню O2.
Упродовж кількох хвилин після утворення майже весь кисень-15 перетворюється на стабільний азот-15:
15O → 15N + ν + e+
Гамма-промені, що утворюються внаслідок анігіляції позитрона, пролітають в середньому до 90 м в атмосфері.
Список ізотопів кисню
| Символ нукліду | Z(p) | N(n) | Маса ізотопу (а.од.м.) | Період напіврозпаду (T1/2) | Канал розпаду (ймовірність) | Похідні ізотопи | Спін і Парність ядра |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Енергія збудження | |||||||
| 11O | 8 | 3 | 11.0(1) | [~3.4 MeV] | 2p | 3/2−, 5/2+ | |
| 12O | 8 | 4 | 12.034262(26) | > 6.3× 10-21 c | 2p (60%) p (40%) | 0+ | |
| 13O | 8 | 5 | 13.024815(10) | 8.58(5)× 10-3 c | β+ (89.1%) β+p (10.9%) | 13N 12C* | (3/2−) |
| 14O | 8 | 6 | 14.008596706(27) | 70.621(14) c | β+ | 14N* | 0+ |
| 15O | 8 | 7 | 15.0030656(5) | 122.24(16) с | β+ | 15N* | 1/2− |
| 16O* | 8 | 8 | 15.99491461960(17) | стабільний | — | — | 0+ |
| * | 8 | 9 | 16.9991317566(7) | стабільний | — | — | 5/2+ |
| 18O* | 8 | 10 | 17.9991596128(8) | стабільний | — | — | 0+ |
| 19O | 8 | 11 | 19.0035780(28) | 26.464(9) с | β− | * | 5/2+ |
| 20O | 8 | 12 | 20.0040754(9) | 13.51(5) с | β− | 0+ | |
| 21O | 8 | 13 | 21.008655(13) | 3.42(10) с | β− | (5/2+) | |
| 22O | 8 | 14 | 22.00997(6) | 2.25(9) с | β− (78%) β−n (22%) | 21F | 0+ |
| 23O | 8 | 15 | 23.01570(13) | 9.7(8)× 10-2 c | β− (93%) β−n (7%) | 22F | 1/2+ |
| 24O | 8 | 16 | 24.01986(18) | 6.5(5)× 10-2 c | β− (57%) β−n (43%) | 23F | 0+ |
| 25O | 8 | 17 | 25.02934(18) | 2.8(5)× 10-21 c | n | 24O | 3/2+# |
| 26O | 8 | 18 | 26.03721(18) | 9.0× 10-21 c | 2n | 24O | 0+ |
| 27O | 8 | 19 | 27.04772(54) | <2.6× 10-7 c | n (?) 2n (?) | ? | 3/2+# |
| 28O | 8 | 20 | 28.05591(75) | <1.00× 10-7 c | n (?) 2n (?) | ? | 0+ |
| () — ± щодо останніх вказаних порядків значень; * — стабільні ізотопи;? — невідомо; # — розрахункові дані; (β) — бета-розпад (β− — електрон; β+ — позитрон); p — протонний розпад ; n — випромінювання нейтрона; | |||||||
Дивись також
Джерела
- ((англ.)) . [en]. Архів оригіналу за 21 жовтня 2019. Процитовано 21 вересня 2019.
- Arnett, David (1996). Supernovae and Nucleosynthesis ((англ.)) (вид. First). Princeton, New Jersey: Princeton University Press. с. 11. ISBN . OCLC 33162440.
- Webb, T. B. та ін. (2019). First Observation of Unbound 11O, the Mirror of the Halo Nucleus 11Li. Physical Review Letters ((англ.)) . 122 (12): 122501-1—122501-7. arXiv:1812.08880. doi:10.1103/PhysRevLett.122.122501.
- Кундельчук О.П. (2016). Палеоекологія (навчальний посібник) (PDF) ((укр.)) . Херсонський державний університет,. Процитовано 22 вересня 2019.[недоступне посилання]
- Timmer, John (25 листопада 2017). . Ars Technica ((англ.)) . Архів оригіналу за 10 лютого 2022. Процитовано 28 вересня 2019.
| H | He | ||||||||||||||||||||||
| Li | Be | B | C | N | O | Ne | |||||||||||||||||
| Si | |||||||||||||||||||||||
| Sc | Ti | Fe | Ge | ||||||||||||||||||||
| * | Pb | ||||||||||||||||||||||
| Ra | ** | ||||||||||||||||||||||
| * | |||||||||||||||||||||||
| ** | Ac | Th | U | Pu | Cf | Es | Fm | Md | No | ||||||||||||||
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Poshirenist izotopiv kisnyu 16O 99 76 0 04 18O 0 20 Izoto pi ki snyu atomi kisnyu oksigenu z riznoyu chiselnistyu nejtroniv u yadrah Vidomo 18 izotopiv kisnyu z nih tri stabilnih 16O inshi movi 18O Reshta 15 vid 11O do 28O radioaktivni ta mayut period napivrozpadu menshe 123 sekund Kisen 16 ye tretim za poshirenistyu izotopom u Vsesviti postupayetsya lishe 1H ta 4He Na Zemli chastka 16O z pomizh izotopiv kisnyu stanovit 99 76 vnaslidok cogo atomna masa kisnyu useredneno stanovit 15 9994 a o m V okremih seredovishah vnaslidok temperaturnih zmin tosho vona kolivayetsya v promizhku 15 99903 15 99977 a o m Stabilni izotopiU prirodi isnuye tri stabilnih izotopi kisnyu 16O 18O Kisen 16 ye drugim pislya geliyu 4 najrozpovsyudzhenishim izotopom z pomizh produktiv zoryanogo nukleosintezu Ta utvoryuyetsya pislya potrijnoyi alfa reakciyi 4 He 4 He 8 Be 0 0918 MeV Zlittyam dvoh yader geliyu 4 vinikaye nestabilnij berilij 8 8 Be 4 He 12 C 2g 7 367 MeV Yaksho berilij 8 vstigaye provzayemodiyati z yadrom geliyu 4 utvoryuyetsya vuglec 12 12 C 4 He 16 O g 7 162 MeV vuglec 12 poglinannyam yadra geliyu 4 u svoyu chergu produkuye kisen 16 U svoyu chergu dva yadra kisnyu 16 v nadrah masivnih zir pri temperaturah vid 1500 000 000 K mozhut zlivatisya v yadra vazhchih elementiv Vnaslidok ciyeyi reakciyi yadernogo gorinnya kisnyu utvoryuyutsya riznomanitni izotopi yak masivnishi 28 Si tak i legshi 1 H 2 H 4 He Spivvidnoshennya izotopiv 1935 roku bulo viyavleno sho spivvidnoshennya R 18O 16O v atmosferi Zemli ye vishim anizh u morskij vodi Yavishe otrimalo nazvu en na chest amerikanskogo himika Stanom na 2005 rik spivvidnoshennya d bulo vimiryane R atmosferi R okeanu 1 23 88 Cej disbalans vinikaye cherez mas zalezhne frakcionuvannya izotopiv himichnih elementiv zhivimi organizmami pri dihanni chi fotosintezi Takozh vazhka voda molekuli z vazhchimi izotopami kisnyu chi vodnyu slabshe viparovuyetsya z vodojm pri nizhchih temperaturah Analizuyuchi spivvidnoshennya d R zrazok R standart 1 mozhna ociniti temperaturu klimatu planeti na moment formuvannya zrazka napriklad vmerzannya povitryanoyi bulbashki v krigu Porivnyannya izotopnogo skladu kisnyu dlya vkraplen povitrya v krizhanih kernah lodovikiv iz suchasnimi znachennyami napriklad en dozvolyaye paleoekologiyi vstanovlyuvati hronologiyu klimatichnih zmin RadionuklidiCNO cikl v yadrah zirok z promizhnoyu lankoyu 15O Okrim troh stabilnih izotopiv kisnyu bulo shtuchno sintezovano she 15 usi voni korotkozhivuchi Najdovshe isnuye 15O period napivrozpadu 122 24 0 16 c Najkorotshe 25O 2 8 0 5 10 21 s Izotopi z menshoyu kilkistyu nejroniv 11O 15O golovno za rahunok beta rozpadu z viprominyuvannyam pozitrona b peretvoryuyutsya na vuglec chi azot Izotopi z bilshoyu kilkistyu nejroniv 19O 28O zazvichaj cherez beta rozpad z vipuskannya elektrona b peretvoryuyutsya na fluor Kisen 15 Kisen 15 ye odniyeyu z promizhnih lanok vuglecevo azotnogo ciklu CNO ciklu v yakomu chotiri yadra protiyu 1H peretvoryuyutsya na yadro geliyu 4 4He Cikl vidigraye vazhlivu rol v zoryanomu nukleosintezi Cej radionuklid zastosovuyetsya v medicini dlya pozitronno emisijnoyi tomografiyi PET vizualizaciya 15O rozpadayetsya viprominyuyuchi pozitron yakij u svoyu chergu anigilyuye z elektronom z emisiyeyu dvoh gamma kvantiv z energiyami po 511 keV Analiz rozpodilu gamma kvantiv i vikoristovuyetsya pri obstezhenni legen centralnoyi ta periferijnoyi gemodinamiki tosho Shopravda cherez korotkij chas isnuvannya period napivrozpadu blizko 2 hvilin chastishe zastosovuyut inshi izotopi 11C 13N V umovah zemnoyi atmosferi kisen 15 utvoryuyetsya zokrema vnaslidok vplivu gamma promeniv sho vinikayut zokrema vid bliskavok na stabilnij izotop 16O v molekulah kisnyu O2 16O g 15O n Uprodovzh kilkoh hvilin pislya utvorennya majzhe ves kisen 15 peretvoryuyetsya na stabilnij azot 15 15O 15N n e Gamma promeni sho utvoryuyutsya vnaslidok anigilyaciyi pozitrona prolitayut v serednomu do 90 m v atmosferi Spisok izotopiv kisnyuHarakteristiki izotopiv kisnyu Simvol nuklidu Z p N n Masa izotopu a od m Period napivrozpadu T1 2 Kanal rozpadu jmovirnist Pohidni izotopi Spin i Parnist yadra Energiya zbudzhennya 11O 8 3 11 0 1 3 4 MeV 2p 3 2 5 2 12O 8 4 12 034262 26 gt 6 3 10 21 c 2p 60 p 40 0 13O 8 5 13 024815 10 8 58 5 10 3 c b 89 1 b p 10 9 13 N 12 C 3 2 14O 8 6 14 008596 706 27 70 621 14 c b 14 N 0 15O 8 7 15 0030656 5 122 24 16 s b 15 N 1 2 16O 8 8 15 994914 619 60 17 stabilnij 0 8 9 16 999131 7566 7 stabilnij 5 2 18O 8 10 17 999159 6128 8 stabilnij 0 19O 8 11 19 0035780 28 26 464 9 s b 5 2 20O 8 12 20 0040754 9 13 51 5 s b 0 21O 8 13 21 008655 13 3 42 10 s b 5 2 22O 8 14 22 00997 6 2 25 9 s b 78 b n 22 21 F 0 23O 8 15 23 01570 13 9 7 8 10 2 c b 93 b n 7 22 F 1 2 24O 8 16 24 01986 18 6 5 5 10 2 c b 57 b n 43 23 F 0 25O 8 17 25 02934 18 2 8 5 10 21 c n 24 O 3 2 26O 8 18 26 03721 18 9 0 10 21 c 2n 24 O 0 27O 8 19 27 04772 54 lt 2 6 10 7 c n 2n 3 2 28O 8 20 28 05591 75 lt 1 00 10 7 c n 2n 0 shodo ostannih vkazanih poryadkiv znachen stabilni izotopi nevidomo rozrahunkovi dani b beta rozpad b elektron b pozitron p protonnij rozpad n viprominyuvannya nejtrona Divis takozhOksigen Nukleosintez Oksigen 16Dzherela angl en Arhiv originalu za 21 zhovtnya 2019 Procitovano 21 veresnya 2019 Arnett David 1996 Supernovae and Nucleosynthesis angl vid First Princeton New Jersey Princeton University Press s 11 ISBN 0 691 01147 8 OCLC 33162440 Webb T B ta in 2019 First Observation of Unbound 11O the Mirror of the Halo Nucleus 11Li Physical Review Letters angl 122 12 122501 1 122501 7 arXiv 1812 08880 doi 10 1103 PhysRevLett 122 122501 Kundelchuk O P 2016 Paleoekologiya navchalnij posibnik PDF ukr Hersonskij derzhavnij universitet Procitovano 22 veresnya 2019 nedostupne posilannya Timmer John 25 listopada 2017 Ars Technica angl Arhiv originalu za 10 lyutogo 2022 Procitovano 28 veresnya 2019 Izotopi azotu Izotopi oksigenu Tablicya izotopiv H He Li Be B C N O Ne Si Sc Ti Fe Ge Pb Ra Ac Th U Pu Cf Es Fm Md No