Преглед на кодот на Јаглеродни изотопи

'''Јаглеродните изотопи''' се сорти на [[Атом|атоми]] (и [[Атомско јадро|јадра]]) [[Хемиски елемент|на хемискиот елемент]] [[јаглерод]] кои имаат различна содржина на [[Неутрон|неутрони]] во јадрото. Јаглеродот има два стабилни [[Изотоп|изотопи]]: <sup>12</sup>C и <sup>13</sup>C. Содржината на овие изотопи во природниот јаглерод е 98,93% и 1,07%, соодветно. Исто така, познати се 13 радиоактивни изотопи на јаглерод (од <sup>8</sup>C до <sup>22</sup>C), од кои еден, [[Јаглерод-14|<sup>14</sup>C]], се наоѓа во природата (неговата содржина во атмосферскиот јаглерод е околу 10 <sup>-12</sup>). Изомерните состојби се непознати. Јаглеродот е лесен елемент, а неговите изотопи значително се разликуваат по маса, а со тоа и по физички својства, па затоа се раздвојуваат (фракционираат) во многу природни процеси. Најдолговечниот радоизотоп е <sup>14</sup>C со полуживот од 5.700 години.

== Табела со изотопи на јаглерод ==
{| class="wikitable" style="font-size:95%"
! rowspan="2" |Симбол <br /><br /> [[нуклид]]
![[Атомски број|{{Мат|''Z''}}]]([[Протон|p]])
!{{Мат|''N''}}([[Неутрон|n]])
!Изотопска маса <br /><br /> ([[Атомска единица за маса|а. е. м.]])
! rowspan="2" |[[Период на полураспад|Период на <br /><br /> полураспад]]<ref name="Nubase2003">Данные приведены по {{NUBASE 2003}}</ref><br /><br />({{Мат|''T''<sub>1/2</sub>}})
! rowspan="2" |Канал за дезинтеграција
! rowspan="2" |Производ за распаѓање
! rowspan="2" |Вртење и рамномерност
јадра<ref name="Nubase2003" />
! rowspan="2" |[[Природна застапеност]]
! rowspan="2" |Опсегот на варијации на изотопското изобилство во природата
|-
! colspan="3" |Енергија на возбуда
|-
|<sup>8</sup>C
| style="text-align:right" |6
| style="text-align:right" |2
|{{Вред|8,037643|(20)}}
|{{Вред|3,5}} <br /><br />[{{Вред|230}}]
|2p
|<sup>6</sup>Be
|0+
|
|
|-
| rowspan="2" |<sup>9</sup>C
| rowspan="2" style="text-align:right" |6
| rowspan="2" style="text-align:right" |3
| rowspan="2" |{{Вред|9,0310372|(23)}}
| rowspan="2" |{{Вред|126,5}}
|[[Бета-распад|β<sup>+</sup>]], p (61,6 %)
|<sup>8</sup>Be
| rowspan="2" |3/2−
| rowspan="2" |
| rowspan="2" |
|-
|β<sup>+</sup>, [[Алфа-распад|α]] (38,4 %)
|<sup>5</sup>Li
|-
|<sup>10</sup>C
| style="text-align:right" |6
| style="text-align:right" |4
|{{Вред|10,01685322}}
|{{Вред|19,3011}}
|β<sup>+</sup>
|'''<sup>10</sup>B'''
|0+
|
|
|-
| rowspan="2" |<sup>11</sup>C
| rowspan="2" style="text-align:right" |6
| rowspan="2" style="text-align:right" |5
| rowspan="2" |{{Вред|11,01143260}}
| rowspan="2" |{{Вред|20,3402}}
|β<sup>+</sup> (99,79 %)
|'''<sup>11</sup>B'''
| rowspan="2" |3/2−
| rowspan="2" |
| rowspan="2" |
|-
|[[Електронски зафат|ЭЗ]] (0,21 %)<ref>{{Наведено списание|last=Scobie|first=J.|last2=Lewis|first2=G. M.|date=1957-09|title=K-capture in carbon 11|url=http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/14786435708242737|journal=Philosophical Magazine|language=en|volume=2|issue=21|pages=1089–1099|doi=10.1080/14786435708242737|issn=0031-8086}}</ref><ref>{{Наведено списание|last=Campbell|first=J.L.|last2=Leiper|first2=W.|last3=Ledingham|first3=K.W.D.|last4=Drever|first4=R.W.P.|date=1967-04|title=The ratio of K-capture to positon emission in the decay of 11C|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/0375947467907129|journal=Nuclear Physics A|language=en|volume=96|issue=2|pages=279–287|doi=10.1016/0375-9474(67)90712-9}}</ref>
|'''<sup>11</sup>B'''
|-
|<sup>12</sup>C
| style="text-align:right" |6
| style="text-align:right" |6
|12 по определению
| colspan="3" align="center" |'''стабилен'''
|0+
|[{{Вред|0,9884}}, {{Вред|0,9904}}]<ref name="Atomic Weight of Carbon">{{Наведена мрежна страница|url=https://ciaaw.org/carbon.htm|title=Atomic Weight of Carbon|work=CIAAW|archive-url=https://web.archive.org/web/20220319065152/https://www.ciaaw.org/carbon.htm|archive-date=2022-03-19|accessdate=2022-02-04}}</ref>
|-
|<sup>13</sup>C
| style="text-align:right" |6
| style="text-align:right" |7
|{{Вред|13,00335483534}}
| colspan="3" align="center" |'''стабилен'''
|1/2−
|[{{Вред|0,0096}}, {{Вред|0,0116}}]<ref name="Atomic Weight of Hydrogen">{{Наведена мрежна страница|url=https://ciaaw.org/hydrogen.htm|title=Atomic Weight of Hydrogen|work=CIAAW|archive-url=https://web.archive.org/web/20220319075403/https://www.ciaaw.org/hydrogen.htm|archive-date=2022-03-19|accessdate=2021-06-24}}</ref>
|-
|[[Јаглерод-14|<sup>14</sup>C]]
| style="text-align:right" |6
| style="text-align:right" |8
|{{Вред|14,0032419890}}
|{{Вред|5,70}}
|β<sup>−</sup>
|'''<sup>14</sup>N'''
|0+
|количини во трагови
|<10<sup>−12</sup>
|-
|<sup>15</sup>C
| style="text-align:right" |6
| style="text-align:right" |9
|{{Вред|15,0105993}}
|{{Вред|2,449}}
|β<sup>−</sup>
|'''<sup>15</sup>N'''
|1/2+
|
|
|-
| rowspan="2" |<sup>16</sup>C
| rowspan="2" style="text-align:right" |6
| rowspan="2" style="text-align:right" |10
| rowspan="2" |{{Вред|16,014701}}
| rowspan="2" |{{Вред|750}}
|β<sup>−</sup>, n (99,0 %)
|'''<sup>15</sup>N'''
| rowspan="2" |0+
| rowspan="2" |
| rowspan="2" |
|-
|β<sup>−</sup> (1,0 %)
|<sup>16</sup>N
|-
| rowspan="2" |<sup>17</sup>C
| rowspan="2" style="text-align:right" |6
| rowspan="2" style="text-align:right" |11
| rowspan="2" |{{Вред|17,022579}}
| rowspan="2" |{{Вред|193}}
|β<sup>−</sup> (71,6 %)
|<sup>17</sup>N
| rowspan="2" |3/2+
| rowspan="2" |
| rowspan="2" |
|-
|β<sup>−</sup>, n (28,4 %)
|<sup>16</sup>N
|-
| rowspan="2" |<sup>18</sup>C
| rowspan="2" style="text-align:right" |6
| rowspan="2" style="text-align:right" |12
| rowspan="2" |{{Вред|18,02675}}
| rowspan="2" |{{Вред|92}}
|β<sup>−</sup> (68,5 %)
|<sup>18</sup>N
| rowspan="2" |0+
| rowspan="2" |
| rowspan="2" |
|-
|β<sup>−</sup>, n (31,5 %)
|<sup>17</sup>N
|-
| rowspan="3" |<sup>19</sup>C
| rowspan="3" style="text-align:right" |6
| rowspan="3" style="text-align:right" |13
| rowspan="3" |{{Вред|19,03480}}
| rowspan="3" |{{Вред|46,2}}
|β<sup>−</sup>, n (47 %)
|<sup>18</sup>N
| rowspan="3" |1/2+
| rowspan="3" |
| rowspan="3" |
|-
|β<sup>−</sup> (46 %)
|<sup>19</sup>N
|-
|β<sup>−</sup>, 2n (7 %)
|<sup>17</sup>N
|-
| rowspan="3" |<sup>20</sup>C
| rowspan="3" style="text-align:right" |6
| rowspan="3" style="text-align:right" |14
| rowspan="3" |{{Вред|20,04026}}
| rowspan="3" |{{Вред|16}}
|β<sup>−</sup>, n (70 %)
|<sup>19</sup>N
| rowspan="3" |0+
| rowspan="3" |
| rowspan="3" |
|-
|β<sup>−</sup>, 2n (<18,6 %)
|<sup>18</sup>N
|-
|β<sup>−</sup> (>11,4 %)
|<sup>20</sup>N
|-
|<sup>21</sup>C
| style="text-align:right" |6
| style="text-align:right" |15
|{{Вред|21,04900}}#
|<{{Вред|30}}
|n
|<sup>20</sup>C
|1/2+#
|
|
|-
| rowspan="3" |<sup>22</sup>C
| rowspan="3" style="text-align:right" |6
| rowspan="3" style="text-align:right" |16
| rowspan="3" |{{Вред|22,05755}}
| rowspan="3" |{{Вред|6,2}}
|β<sup>−</sup>, n (61 %)
|<sup>21</sup>N
| rowspan="3" |0+
| rowspan="3" |
| rowspan="3" |
|-
|β<sup>−</sup>, 2n (<37 %)
|<sup>20</sup>N
|-
|β<sup>−</sup> (>2 %)
|<sup>22</sup>N


|}
<references group="n" responsive="1"></references>

=== Објаснувања на табелата ===

* Индексите 'm', 'n', 'p' (до симболот) укажуваат на возбудени изомерни состојби на нуклидот.

* Симболите со '''задебелени букви''' означуват стабилни производи за распаѓање. Симболите со '''''задебелени курзивни букви''''' означуваат производи на радиоактивно распаѓање кои имаат период на полураспад споредлив или поголем од староста на Земјата и затоа се присутни во природната мешавина.

* Вредностите означени со хеш ознака (#) не се добиваат само од експериментални податоци, туку се (барем делумно) проценети од систематски трендови во соседните нуклиди (со исти односи{{Мат|''Z''}} и{{Мат|''N''}} ). Несигурно одредени вредности на спин и/или паритет се затворени во загради.

* Несигурноста е дадена како број во загради, изразена во единици од последната значајна цифра и значи едно [[стандардно отстапување]] (освен [[природна застапеност]] и стандардната атомска маса на изотоп според податоците [[Меѓународен сојуз за чиста и применета хемија|на IUPAC]], за кои се користи покомплексна дефиниција за несигурност). Примери: 29770.6(5) значи 29770.6 ± 0.5; 21,48(15) значи 21,48 ± 0,15; -2200,2(18) значи -2200,2 ± 1,8.

== Изотоп <sup>14</sup>С ==
Покрај стабилните изотопи на јаглеродот, во природата се наоѓа и радиоактивниот изотоп <sup>14</sup>C (радиојаглерод). Се формира со зрачење [[Азот-14|<sup>14</sup>N]] [[Неутрон|со неутрони]] според следнава реакција:

: <math>\mathrm{{}^{14}_{7}N} + \mathrm{{}^{1}_{0}n} \rightarrow \mathrm{{}^{14}_{6}C} + \mathrm{{}^{1}_{1}H}.</math>

Покрај реакцијата на азот, <sup>14</sup>C може да се формира со неутронско зрачење на изотопот [[Кислород|на кислород]] <sup>17</sup>O според [[Јадрена реакција|реакцијата]] {{Безпрелом|{{supsub|17|8}}O + n → {{supsub|14|6}}C + α}}, меѓутоа, содржината на <sup>17</sup>O во атмосферата е исклучително мала и овој пат на формирање <sup>на 14</sup>C се зема предвид само во нуклеарните технологии.

Во природата, <sup>14</sup>C се формира во земјината [[Земјина атмосфера|атмосфера]] од атмосферскиот [[азот]] -14 под влијание на космичкото зрачење. Јаглерод-14 исто така се формира со бавна брзина во [[Земјина кора|земјината кора]].

Содржина на рамнотежа <sup>14</sup>C во земјината атмосфера и биосфера во однос на стабилен јаглерод е ~10<sup>−12</sup>. С Од почетокот на активната употреба на фосилните горива (јаглен, нафта, гас), јаглерод диоксид кој не содржи радиојаглерод (кој се распаѓал во текот на милиони години) постојано се ослободува во атмосферата, што доведува до постепено намалување на односот <sup>14</sup>C/<sup>12</sup>Cво атмосферата; Сепак, ова разредување на атмосферскиот јаглерод со нерадиоактивен фосилен јаглерод (т.н. Suess ефект) доведе до намалување на специфичната активност од почетокот на индустријализацијата (18 век).<sup>14</sup>C само во атмосферата 1,5…2,5 %<ref>{{Наведен doi|10.1038/280826a0}}</ref>, а во океаните специфичната активност <sup>14</sup>C намалена само за 0,2 %. Многу позначајна и драматична промена, која започна во 1945 година, е поврзана со нуклеарни и особено термонуклеарни експлозии во атмосферата, создавајќи голем флукс на неутрони и претворајќи го атмосферскиот азот-14 во јаглерод-14 со горенаведената реакција. Овој ефект го достигна својот врв во средината на 1960-тите; Општа содржина <sup>14</sup>C во тропосферата на северната хемисфера е речиси двојно зголемена. По забраната за нуклеарно тестирање во атмосферата, тропосферската содржина<sup>14</sup>C почна да се намалува брзо (двојно намалување на секои 12—16 години) како резултат на рамнотежата на тропосферскиот резервоар со океанот, кој има многу поголем капацитет од атмосферата и беше речиси недопрен од радиојаглеродот „бомба“ Во моментот, атмосферскиот наклон на океанот <sup>14</sup>C практично се врати на вредностите од пред нуклеарната ера<ref>{{Наведен doi|10.2458/azu_js_rc.v55i2.16177}}</ref>, во износ (во 1950 година, во однос на специфичната дејност <sup>14</sup>C), {{Безпрелом|226 [[Беккерель (единица измерения)|Бк]]}} на 1 кг атмосферски јаглерод<ref>{{Наведена мрежна страница|url=http://www.irsn.fr/EN/Research/publications-documentation/radionuclides-sheets/environment/Pages/carbon14-environment.aspx#3|title=Carbon-14 and the environment|publisher=Institute for Radiological Protection and Nuclear Safety|archive-url=https://web.archive.org/web/20150418012710/http://www.irsn.fr/EN/Research/publications-documentation/radionuclides-sheets/environment/Pages/carbon14-environment.aspx#3|archive-date=2015-04-18}}</ref>.

Формирањето на <sup>14</sup>C за време на нуклеарни експлозии стана еден од значајните фактори на загадување со радијација , бидејќи јаглеродот е вклучен во метаболизмот на живиот организам и може да се акумулира во него.

=== Радиојаглеродно датирање ===
Мерењето на радиоактивноста на органските материи од растително и животинско потекло, предизвикано од изотопот <sup>14</sup>C, се користи за радиојаглеродно датирање на антички предмети и природни примероци. Стапката на формирање на <sup>14</sup>C во Земјината атмосфера во секоја конкретна година се мери со содржината на овој изотоп во примероци со познати датуми, во разни прстени на дрвја итн. Затоа, познато е и учеството од <sup>14</sup>C во јаглеродниот биланс. Живиот организам, со апсорпција на јаглерод, одржува рамнотежа од <sup>14</sup>C идентична со околниот свет. По смртта, обновувањето на јаглеродот престанува и процентот на <sup>14</sup>C постепено се намалува поради радиоактивното распаѓање. Со одредување на количината од <sup>14</sup>C во примерокот, научниците можат да проценат колку долго живеел организмот.

== Јаглеродни изотопски стандарди ==
Стандардот PDB, именуван по белемнитите од формацијата ПДБ во [[Јужна Каролина]] ([[Соединети Американски Држави|САД]]), се користи за опишување на изотопскиот состав на јаглеродот. Овие белемнити биле избрани како стандард поради нивниот многу хомоген изотопски состав.

== Фракционирање на јаглеродни изотопи во природата ==
Во природата, раздвојувањето на јаглеродните изотопи се случува интензивно на релативно ниски температури. За време на фотосинтезата, растенијата селективно апсорбираат лесен изотоп на јаглерод. Степенот на фракционирање зависи од биохемискиот механизам на фиксација на јаглеродот. Повеќето растенија интензивно акумулираат <sup>12</sup>C, а релативната содржина на овој изотоп во нивниот состав е 15-25 [[Промил|‰]] повисока отколку во атмосферата. Во исто време, житните растенија, најзастапени во степските предели, се слабо збогатени со <sup>12</sup>C и отстапуваат од составот на атмосферата за само 3-8 ‰

Фракционирањето на јаглеродните изотопи се случува кога [[Јаглерод диоксид|<sub>CO2</sub>]] се раствора во вода и испарува, кристализира итн.

Голем број научни трудови се посветени на изотопскиот состав на јаглеродот во [[Дијамант|дијамантите]].

== Наводи ==
{{наводи}}

== Надворешни врски ==

* [http://www2.ocean.washington.edu/oc540/lec01-27/ ЈАГЛЕР-14 СИСТЕМАТИКА]
* [http://www.uga.edu/~sisbl/stable.html Преглед на истражување на стабилни изотопи]
[[Категорија:Изотопи на јаглеродот]][[Категорија:Списоци на изотопи по елемент]]