Der Kohlenstoff ( C ) hat 15 Isotope mit einer bekannten Massenzahl im Bereich von 8 bis 22, einschließlich zweier stabiler: 12 ° C und 13 ° C. Durch Mittelung gemäß der natürlichen Häufigkeit dieser Isotope beträgt die Standard-Kohlenstoffbewertung der Atommasse 12,0107 (8). u .
Das stabilste Radioisotop ist Kohlenstoff-14 mit einer Halbwertszeit von 5730 Jahren. Nur in der Natur vorhandenes Radioisotop bildete durch die Reaktion 14 N + 1 n → 14 C + 1 H eine Spuren-Kosmogéniquement . Das zweitstabilste Radioisotop ist 11 ° C mit einer Halbwertszeit von 20,334 Minuten. Alle anderen Radioisotope haben eine Halbwertszeit von weniger als 20 Sekunden und die meisten von ihnen weniger als 200 Millisekunden, wobei das instabilste 8 ° C mit einer Halbwertszeit von 2,0 × 10 –21 s ist . Die leichtesten Isotope zerfallen hauptsächlich durch β + Strahlung ( mit Ausnahme 8 C , die durch Doppel abklingt Protonenemission ) in Isotopen von Bor , den schwersten von β - Strahlung in Isotope von Stickstoff .
Natürlicher Kohlenstoff besteht aus den beiden stabilen Isotopen 12 ° C und 13 ° C. Letzteres ist sehr gering, spielt jedoch eine wichtige Rolle bei der Kohlenstoff-NMR . Es gibt auch in der Natur Spuren von radiogenem 14 C, die eine wichtige Rolle bei der Datierung spielen , aber dieses Isotop ist in so geringen Mengen vorhanden, dass es nur durch seine Radioaktivität gemessen werden kann, andere physikalische Analysemethoden. Chemikalien können es nicht nachweisen.
Isotop | Fülle
(Molprozentsatz) |
Variationsbereich |
---|---|---|
12 C. | 98,93 (8)% | 98,853 - 99,037 |
13 C. | 1,07 (8)% | 0,963 - 1,147 |
14 C. | Spuren | 10 -12 |
Der Kohlenstoff 11 ( 11 C ) ist ein Kohlenstoffisotop, dessen Kern aus sechs Protonen und 5 Neutronen besteht. Ist ein Kohlenstoffradioisotop, das durch Positronenemission in Bor 11 zu 99% und durch Einfangelektronik zu Bor zu 11 zu 0,19% abfällt . Es hat eine Halbwertszeit von 20,38 Minuten.
11 C → 11 B + e + + ν e + 0,96 MeV 11 C → 11 B + ν e + 3,17 MeVKohlenstoff 11 wird üblicherweise als Radioisotop zur Markierung von Molekülen in der Positronenemissionstomographie verwendet . Unter den vielen Molekülen, die für diesen Zweck verwendet werden, finden wir den Radioliganden (en) [ 11 C] DASB .
Der Kohlenstoff 12 ( 12 C ) ist ein Kohlenstoffisotop, dessen Kern aus 6 Protonen und 6 Neutronen besteht. Es ist eines der drei natürlich häufig vorkommenden Isotope und eines der beiden stabilen Isotope mit 13 ° C, aber es ist viel häufiger als das letztere (Verhältnis ~ 99: 1). Dies bedeutet, dass wir im Allgemeinen durch Sprachmissbrauch, wenn wir von „Kohlenstoff“ sprechen, dieses Isotop bezeichnen. Es ist ein besonders wichtiges Isotop in Physik und Chemie, da es vor der Neudefinition des Internationalen Einheitensystems von 2018-2019 als Grundlage für die Definition der einheitlichen Atommasseneinheit und der Avogadro-Zahl diente .
Der Kohlenstoff 13 ( 13 C ) ist ein Kohlenstoffisotop, dessen Kern aus sechs Protonen und sieben Neutronen besteht. Es ist eines der drei natürlich häufig vorkommenden Isotope und eines der beiden stabilen Isotope mit 12 ° C, viel weniger häufig als letztere. Im Gegensatz zu den beiden anderen natürlichen Isotopen hat es einen Spin ungleich Null (1/2) und kann daher in der Kernspinresonanz ( Kohlenstoff-13-NMR ) verwendet werden.
Der Kohlenstoff 14 ( 14 C ) ist ein Kohlenstoffisotop, dessen Kern aus 6 Protonen und 8 Neutronen besteht. Es ist eines von drei natürlich vorkommenden Isotopen, aber das einzige radioaktive mit einer Halbwertszeit von 5730 Jahren. Es wird durch thermische Neutronen aus kosmischen Strahlungen in der oberen Atmosphäre erzeugt und fällt auf die Erde, um von lebender biologischer Materie in ihrer oxidierten Form absorbiert zu werden: Kohlendioxid . Sein natürliches Vorkommen ist im Vergleich zu den beiden anderen Isotopen vernachlässigbar, aber seine Radioaktivität macht es nachweisbar. Da totes Gewebe 14 C nicht absorbiert , wird sein Gehalt bei der radiometrischen Datierung von biologischem Gewebe verwendet.
Isotop Symbol |
Z ( p ) | N ( n ) | Isotopenmasse (u) | Halbes Leben | Zerfallsmodus (e) |
Isotope (n)
Sohn |
Rotieren
nuklear |
---|---|---|---|---|---|---|---|
8 C. | 6 | 2 | 8,037675 (25) | 2,0 (4) × 10 –21 s [230 (50) keV] |
2 p | 6 Be | 0+ |
9 C. | 6 | 3 | 9,0310367 (23) | 126,5 (9) ms | β + (60%) | 9 B. | (3 / 2-) |
β + , p (23%) | 8 Sei | ||||||
β + , α (17%) | 5 Li | ||||||
10 C. | 6 | 4 | 10.0168532 (4) | 19,290 (12) s | β + | 10 B. | 0+ |
11 C. | 6 | 5 | 11.0114336 (10) | 20,334 (24) min | β + (99,79%) | 11 B. | 3 / 2- |
K-Capture (0,21%) | 11 B. | ||||||
12 C. | 6 | 6 | Genau 12 | Stabil | 0+ | ||
13 C. | 6 | 7 | 13.0033548378 (10) | Stabil | 1 / 2- | ||
14 C. | 6 | 8 | 14.003241989 (4) | 5,73 × 10 3 Jahre | β - | 14 N. | 0+ |
15 C. | 6 | 9 | 15.0105993 (9) | 2,449 (5) s | β - | 15 N. | 1/2 + |
16 C. | 6 | 10 | 16.014701 (4) | 0,747 (8) s | β - , n (97,9%) | 15 N. | 0+ |
β - (2,1%) | 16 N. | ||||||
17 C. | 6 | 11 | 17.022586 (19) | 193 (5) ms | β - (71,59%) | 17 N. | (3/2 +) |
β - , n (28,41%) | 16 N. | ||||||
18 C. | 6 | 12 | 18.02676 (3) | 92 (2) ms | β - (68,5%) | 18 N. | 0+ |
β - , n (31,5%) | 17 N. | ||||||
19 C. | 6 | 13 | 19,03481 (11) | 46,2 (23) ms | β - , n (47,0%) | 18 N. | (1/2 +) |
β - (46,0%) | 19 N. | ||||||
β - , 2n (7%) | 17 N. | ||||||
20 C. | 6 | 14 | 20,04032 (26) | 16 (3) ms [14 (+ 6-5) ms] |
β - , n (72,0%) | 19 N. | 0+ |
β - (28,0%) | 20 N. | ||||||
21 C. | 6 | fünfzehn | 21.04934 (54) # | <30 ns | nicht | 20 C. | (1/2 +) # |
22 C. | 6 | 16 | 22.05720 (97) # | 6,2 (13) ms [6,1 (+ 14-12) ms] |
β - | 22 N. | 0+ |
1 | H. | Hallo | ||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Sein | B. | VS | NICHT | Ö | F. | Geboren | ||||||||||||||||||||||||
3 | N / A | Mg | Al | Ja | P. | S. | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||
4 | K. | Es | Sc | Ti | V. | Cr | Mn | Fe | Co. | Oder | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||
5 | Rb | Sr. | Y. | Zr | Nb | Mo. | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | Im | Sn | Sb | Sie | ich | Xe | ||||||||||||||
6 | Cs | Ba | Das | Diese | Pr | Nd | Pm | Sm | Hätten | G-tt | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lesen | Hf | Ihre | W. | Re | Knochen | Ir | Pt | Beim | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | Beim | Rn |
7 | Fr. | Ra | Ac | Th | Pa | U. | Np | Könnten | Am | Cm | Bk | Vgl | Ist | Fm | Md | Nein | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt. | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |