Isótopos de oxígeno

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Los isótopos de oxígeno  son variedades del elemento químico oxígeno con un número diferente de neutrones en el núcleo atómico . Hay 16 isótopos conocidos de oxígeno con números de masa de 11 a 26 (número de protones 8, neutrones de 3 a 18). Los isómeros nucleares son desconocidos.

El oxígeno natural consiste en una mezcla de 3 isótopos estables:

• 16 O ( abundancia isotópica 99,76%)
• 17 O (abundancia isotópica 0,04%)
• 18 O (abundancia de isótopos 0,20%)

El isótopo radiactivo de vida más larga es el 15 O, con una vida media de 122,24 segundos.

Isótopos estables

El oxígeno natural consta de tres isótopos estables, 16 O , 17 O y 18 O , de los cuales el isótopo 16 O es el isótopo de oxígeno más abundante (99,762 %) [1] .

El predominio del isótopo 16 O se explica por el hecho de que se forma en el proceso de fusión termonuclear que ocurre en las estrellas [2] .

La mayor parte del 16 O se forma al final del proceso de fusión del helio en las estrellas. Durante la reacción triple alfa , se sintetiza el isótopo 12 C , que captura un núcleo adicional de 4 He . Además, se forma 16 O durante la combustión nuclear del neón [2] .

17 O y 18 O son isótopos secundarios. El 17 O se forma principalmente durante el ciclo CNO y se localiza principalmente en la zona de combustión del hidrógeno [2] . La mayor parte del 18 O se forma en la reacción de captura de núcleos de 4 He por el isótopo 14 N con acumulación en la zona de helio de las estrellas [2] . La fusión de dos núcleos de oxígeno y la formación de un núcleo de azufre requiere una temperatura de mil millones de kelvin [3] .

El oxígeno en la atmósfera de la Tierra es 99,759 % 16O , 0,037 % 17O y 0,204 % 18O [ 4 ] .

Oxígeno-18

Se utiliza en la síntesis de 18 F por el método de bombardeo de protones de blancos con 18 O en aceleradores. Para ello se enriquece el oxígeno natural en 18 O al 95%. La separación de isótopos se realiza por destilación y/o centrifugación [5] [6] .

Radioisótopos

Los isótopos artificiales de oxígeno también se conocen en el rango de números de masa de 12 a 24 [1] . Los más estables son el 15 O con una vida media de 122,24 s y el 14 O con una vida media de 70,606 s [1] . Todos los demás isótopos radiactivos tienen vidas medias inferiores a 27 s, la mayoría de ellos tienen vidas medias inferiores a 83 milisegundos [1] . Por ejemplo, el 24 O tiene una vida media de 61 ms [7] .

La vía de desintegración más común para los isótopos ligeros es la desintegración β + (con la formación de isótopos de nitrógeno) [8] [9] [10] , y para los isótopos pesados, la desintegración β ( con la formación de isótopos de flúor ).

Oxígeno-13

El oxígeno-13 es un isótopo inestable del oxígeno, cuyo núcleo consta de 8 protones y 5 neutrones. Espín nuclear 3/2, vida media 8,58 ms. Masa atómica 13,0248 uma. ej ., se convierte en 13 N por captura de electrones con la liberación de una energía de desintegración de 17.765 MeV [11] . Es un producto de descomposición del flúor-14 [12] . Fue obtenido por primera vez por Rutherford bombardeando núcleos de nitrógeno con partículas alfa.

Oxígeno-15

El isótopo 15 O se utiliza en la tomografía por emisión de positrones , pero con mucha menos frecuencia que el 18 F o el 11 C. Esto se debe a la vida media demasiado corta del 15 O. El núcleo del 15 O consta de 8 protones, 7 neutrones, masa atómica 15,0030654 a.u. e. m. La vida media es de 122 segundos [13] .

Tabla de isótopos

Símbolo de nucleido	Z ( pag )	N( n )	Masa del isótopo [14] ( a.u.m. )	Vida media [15] (T 1/2 )	Canal de descomposición	producto de descomposición	Spin y paridad del núcleo [15]	La prevalencia del isótopo en la naturaleza.	Gama de cambios en la abundancia isotópica en la naturaleza
	Energía de excitación
11 O	ocho	3	11.051250(60)	(1,98 ± (22))⋅10 -22  s [ 2,31 ± 0,14 ]	2p	9C _	(3/2−)
12 O	ocho	cuatro	12.034368(13)	(8,9 ± (33))⋅10 -21  s	2p (60,0%)	10C _	0+
13 O	ocho	5	13.024815(10)	8,58±(5)ms	β + (89,1%)	13 norte	(3/2−)
					β + , p (10,9%)	12C _
14 O	ocho	6	14.008596706(27)	70.621 ± (11) s	β +	14 norte	0+
15 O	ocho	7	15.0030656(5)	122,266 ± (43) segundos	β +	15 norte	1/2-
16 O	ocho	ocho	15.9949146193(3)	estable			0+	0.99757(16)	0,99738–0,99776
17 O	ocho	9	16.9991317560(7)	estable			5/2+	3.8(1)⋅10 −4	(3.7–4.0)⋅10 −4
18 O	ocho	diez	17.9991596121(7)	estable			0+	2.05(14)⋅10 −3	(1.88–2.22)⋅10 −3
19 O	ocho	once	19.0035780(28)	26.470 ± (6) s	β- _	19F _	5/2+
20o _	ocho	12	20.0040754(9)	13,51±(5) s	β- _	20F _	0+
21 O	ocho	13	21.008655(13)	3,42±(10) s	β- _	21F _	(5/2+)
22O _	ocho	catorce	22.00997(6)	2,25 ± (9) segundos	β − (>78%)	22F _	0+
					β − , n (<22 %)	21F _
23O _	ocho	quince	23.01570(13)	97 ± (8) ms	β - (93%)	23F _	1/2+
					β- , n (7%)	22F _
24 O	ocho	dieciséis	24.01986(18)	77,4±(45)ms	β - (57%)	24F _	0+
					β- , n (43%)	23F _
25 O	ocho	17	25.02934(18)	(5,18 ± (0,35))⋅10 -21  s	norte	24 O	3/2+#
26O _	ocho	Dieciocho	26.03721(18)	4.2(33)⋅10 -12 s	2n	24 O	0+
27 O	ocho	19	27.04796(54)#	< 260 ns	norte	26O _	3/2+#
28O _	ocho	veinte	28.05591(75)#	< 100 ns	2n	26O _	0+

Explicaciones a la tabla

• Las abundancias de isótopos se dan para la mayoría de las muestras naturales. Para otras fuentes, los valores pueden variar mucho.

• Los índices 'm', 'n', 'p' (junto al símbolo) denotan los estados isoméricos excitados del nucleido.

• Los símbolos en negrita indican productos de degradación estables.

• Los valores marcados con un hash (#) no se derivan solo de datos experimentales, sino que se estiman (al menos parcialmente) a partir de tendencias sistemáticas en nucleidos vecinos (con las mismas proporciones Z y N ). Los valores de giro de incertidumbre y/o paridad se encierran entre paréntesis.

• La incertidumbre se da como un número entre paréntesis, expresado en unidades del último dígito significativo, significa una desviación estándar (con la excepción de la abundancia y la masa atómica estándar de un isótopo según los datos de la IUPAC , para los cuales se requiere una definición más compleja de incertidumbre usó). Ejemplos: 29770.6(5) significa 29770.6 ± 0.5; 21,48(15) significa 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) significa −2200,2 ± 1,8.

Véase también

• efecto subsidio
• Nucleosíntesis
• Oxígeno
• Física nuclear

Notas

1. ↑ 1 2 3 4 K. L. Barbalace. Tabla Periódica de los Elementos: O - Oxígeno . EnvironmentalChemistry.com . Recuperado: 17 de diciembre de 2007.  (indefinido)
2. ↑ 1 2 3 4 B. S. Meyer (19 al 21 de septiembre de 2005). “Nucleosíntesis y evolución química galáctica de los isótopos de oxígeno” (PDF) . Actas del Programa de Cosmoquímica de la NASA y el Instituto Lunar y Planetario . Grupo de Trabajo sobre Oxígeno en el Sistema Solar Primitivo . Gatlinburg, Tennessee. 9022.
3. ↑ Emsley, 2001 , pág. 297.
4. ↑ Cook, 1968 , pág. 500.
5. ↑ Método de enriquecimiento de isótopos de oxígeno
6. ↑ forma de separar los isótopos de oxígeno
7. ↑ Oxígeno-24 . WWW Tabla de Isótopos Radiactivos . LUNDS Universitet , LBNL Isotopes Project (28 de febrero de 1999). Consultado el 8 de junio de 2009. Archivado desde el original el 28 de julio de 2012.  (indefinido)
8. ↑ NUDAT . Fecha de acceso: 6 de julio de 2009. Archivado desde el original el 28 de julio de 2012.  (indefinido)
9. ↑ NUDAT . Fecha de acceso: 6 de julio de 2009. Archivado desde el original el 28 de julio de 2012.  (indefinido)
10. ↑ NUDAT . Fecha de acceso: 6 de julio de 2009. Archivado desde el original el 28 de julio de 2012.  (indefinido)
11. ↑ Tabla periódica de elementos: O - Oxígeno (EnvironmentalChemistry.com)
12. ↑ Tabla periódica de elementos: F - flúor (EnvironmentalChemistry.com)
13. ↑ oxígeno 15 - definición de oxígeno 15 en el Diccionario médico - por el Diccionario médico en línea gratuito, Thesaurus and Encyclopedia
14. ↑ Datos basados ​​en Huang WJ , Meng Wang , Kondev FG , Audi G. , Naimi S. La evaluación de masa atómica Ame2020 (I). Evaluación de datos de entrada y procedimientos de ajuste  (inglés)  // Chinese Physics C. - 2021. - Vol. 43 , edición. 3 . - Folio 030002-1-030002-342 . doi : 10.1088 / 1674-1137/abddb0 .
15. ↑ 1 2 Datos proporcionados después de Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. , Audi G. La evaluación Nubase2020 de propiedades nucleares  // Chinese Physics C  . - 2021. - Vol. 45 , edición. 3 . - P. 030001-1-030001-180 . -doi : 10.1088 / 1674-1137/abddae .

Literatura

• Cook, Gerhard A.; Lauer, Carol M. Oxygen // La enciclopedia de los elementos químicos  (inglés) / Clifford A. Hampel. - Nueva York: Reinhold Book Corporation, 1968. - P. 499-512.
• Emsley, John. Oxígeno // Bloques de construcción de la naturaleza: una guía de la A a la Z de los  elementos . - Oxford, Inglaterra, Reino Unido: Oxford University Press , 2001. - P.  297-304 . — ISBN 0-19-850340-7 .
• Parques, GD; Mellor, Química inorgánica moderna de  JW Mellor (sin especificar) . — 6to. — Londres: Longmans, Green and Co , 1939.

isótopos

una 2                             3 cuatro 5 6 7 ocho 9 diez once 12 13 catorce quince dieciséis 17 Dieciocho una x alto   x él 2 x li x ser   x B x C x norte xO _ xF _ x ne 3 x na x mg _   x Al x Si x pag x S xCl _ x ar cuatro x K xCa _   x SC x Ti xV _ xCr_ _ xMn_ _ xFe _ xco_ _ xNi _ x cobre xZn_ _ x Ga x Ge xAs_ _ x Se xBr_ _ xkr_ _ 5 xRb _ xsr_ _   x y xzr_ _ xNb_ _ x mes xTc _ x ru x derecho x _ xAg_ _ x CD x en x Sn x Sb x Te x yo x _ 6 x cs x ba x la x Ce x PR xNd_ _ x Pm xSm _ xEu_ _ x Di-s xtb_ _ xDy_ _ x Ho x Er x Tm x Yb x Lu x Hf x Ta x ancho x re xOs_ _ xIr_ _ xPt_ _ xau_ _ x hectogramo xTl_ _ xPb_ _ x Bi x Po x en xRn_ _ 7 xfr _ x Ra x CA x ju _ xpa_ _ x tu xNp_ _ x Pu x Am cm x xBk_ _ x _ x Es xfm_ _ xMd_ _ x No xLr_ _ xRf_ _ xDb_ _ xSg_ _ x _ x hs x toneladas xDs_ _ xRg _ xCn _ xNh _ xFl_ _ x Mc xLv_ _ x t xOg_ _   Metales alcalinos metales alcalinotérreos lantánidos actínidos metales de transición metales ligeros semimetales no metales halógenos Gases nobles Propiedades desconocidas