Isòtops de l'oxigen

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
A la vida d'una estrella massiva, l'16O es concentra a la capa O, l'17O a la H i 18O a la d'he

Hi ha tres isòtops d'oxigen estables que fan que l'oxigen (O) tingui una massa atòmica de 15.9994(3) u. A més l'oxigen presenta 14 isòtops inestables.

Isòtops estables[modifica | modifica el codi]

L'oxigen natural es compon de tres isòtops estables, 16O, 17O, i 18O, l' 16O és el més abundant amb un 99.762% d'abundància natural).[1] Els isòtops d'oxigen varien en el seu nombre màssic del 12 a 28.[1]

L'abundància absoluta i relativa de l' 16O és alta perquè és el producte principal de l'evolució estel·lar i perquè és un isòtop primari, és a dir, que es pot produir en estrelles que inicialment eren exclusivament d'hidrogen.[2] La major part de l' 16O es sintetitza al final del procés de fusió d'heli a les estrelles, la reacció triple alfa crea 12C, que captura un 4He addicional per fer 16O. El procés de combustió del neó crea 16O addicional.[2]

l' 17O i 18O són isòtops secundaris, és a dir, la seva nucleosíntesi necessita un nucli llavor. L'17O es produeix principalement en la combustió d'hidrogen a heli durant el cicle CNO, convertint-lo en un isòtop comú en les zones de combustió d'hidrogen de les estrelles.[2] La major part de l'18O es produeix quan el 14N (abundant en la combustió de CNO) captura un nucli 4He, fent que l'18O sigui comú en les zones riques en heli de les estrelles.[2] Calen mil milions de graus Celsius aproximadament perquè dos nuclis d'oxigen comencin la fusió nuclear per a formar un nucli més pesant de sofre.[3]

Radioisòtops[modifica | modifica el codi]

S'han creat catorze radioisòtops, sent els més estables 15O amb un període de semidesintegració de 122.24 s i 14O amb un període de semidesintegració de 70.606 s.[1] Tots els isòtops radioactius restants tenen períodes de semidesintegració menors de 27 s i la major part d'ells tenen períodes de semidesintegració menors de 83 mil·lisegons.[1] La forma més comuna de degradació abans dels isòtops estables és la captura d'electrons i la manera més comuna de produir-se és per desintegració beta. Els productes de desintegració anteriors als isòtops estables són isòtops de (nitrogen) 7 i els productes posteriors són 'isòtops 9 (fluor).[1]

A l'oxigen se li havia assignat una massa de 16 abans de la definició de la massa de la unitat de massa atòmica basada en el 12C.[4] És per això que els físics es refereixen només a l' 16O, mentre els químics es refereixen a la mescla natural d'isòtops, això condueix a una petita diferència en les escales de massa atòmica.

La composició isotòpica dels àtoms d'oxigen a l'atmofera terrestre és T 99.759% 16O, 0.037% 17O i 0.204% 18O.[5] Ja que les molècules d'aigua que contenen els isòtops més lleugers són més propenses a evaporar-se i caure com a precipitació,[6] L'aigua terrestre i el gel polar de la terra contenen poc menys de (0.1981%) de l'isòtop pesant 18O mentre l'aire conté (0.204%) o l'aigua marina un (0.1995%). Per aquesta raó, el seguiment d'aquests valors s'usa per a l'estimació canvis climàtics passats.

Taula[modifica | modifica el codi]

símbol del
núclid
Z(p) N(n) massa isotòpica (u) període de semidesintegració Espín
nuclear
composició
isotòpica
representativa
(fracció molar)
rang de variació
natural
(fracció molar)
energia d'excitació
12O 8 4 12.034405(20) 580(30)E-24 s [0.40(25) MeV] 0+
13O 8 5 13.024812(10) 8.58(5) ms (3/2-)
14O 8 6 14.00859625(12) 70.598(18) s 0+
15O 8 7 15.0030656(5) 122.24(16) s 1/2-
16O 8 8 15.99491461956(16) ESTABLE 0+ 0.99757(16) 0.99738-0.99776
17O 8 9 16.99913170(12) ESTABLE 5/2+ 0.00038(1) 0.00037-0.00040
18O 8 10 17.9991610(7) ESTABLE 0+ 0.00205(14) 0.00188-0.00222
19O 8 11 19.003580(3) 26.464(9) s 5/2+
20O 8 12 20.0040767(12) 13.51(5) s 0+
21O 8 13 21.008656(13) 3.42(10) s (1/2,3/2,5/2)+
22O 8 14 22.00997(6) 2.25(15) s 0+
23O 8 15 23.01569(13) 82(37) ms 1/2+#
24O 8 16 24.02047(25) 65(5) ms 0+
25O 8 17 25.02946(28)# <50 ns (3/2+)#
26O 8 18 26.03834(28)# <40 ns 0+
27O 8 19 27.04826(54)# <260 ns 3/2+#
28O 8 20 28.05781(64)# <100 ns 0+
  • La precisió de les abundàncies dels isòtops i de la massa atòmica està limitada a través de variacions. Els rangs donats haurien de ser aplicables a qualsevol material terrestre.
  • Els valors marcats amb # no procedeixen totalment de dades experimentals, però almenys una part són sistemàtiques. . Els espins amb assignacions febles estan entre parèntesis.
  • Les incerteses es donen entre parèntesis després dels últims dígits corresponents. Els valors de les incerteses denota una desviació de l'estàndard, excepte en la composició isotòpica i la massa atòmica de la IUPAC que usen incerteses expandides.

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 «Oxygen Nuclides / Isotopes». EnvironmentalChemistry.com. [Consulta: 2007-12-17].
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 Meyer, B.S. (September 19-21, 2005). "NUCLEOSYNTHESIS AND GALACTIC CHEMICAL EVOLUTION OF THE ISOTOPES OF OXYGEN" a Workgroup on Oxygen in the Earliest Solar System. Proceedings of the NASA Cosmochemistry Program and the Lunar and Planetary Institute. 9022. Data de consulta {Plantilla:Accessdate].  
  3. Emsley 2001, p.297
  4. Mellor 1939, Chapter VI, Section 7
  5. Cook 1968, p.500
  6. Dansgaard, W (1964) Stable isotopes in precipitation. Tellus 16, 436-468
Per la taula
Index de pàgines d'isòtops · Taula de núclids
Isòtop més lleuger Isòtop actual Isòtop més pesant
Isòtops de nitrogen Isòtops d'oxigen Isòtops de fluor