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氧的同位素

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原子量:15.9994)共有17種同位素,其中有3種是穩定的。

穩定同位素的來源[编辑]

在大質量恆星的老年期,16O於氧殼合成,17O於氫殼合成,18O於氦殼合成。

氧的3種穩定同位素16O、17O、18O,其中16O最多,豐度為99.762 atom%[1]

16O的豐度最大可以由恒星演化論解釋。大爆炸產生宇宙時僅形成了元素,其他元素都是透過後來的恒星中進行的核聚變反應合成的[2]。在恒星内,質子-質子鏈反應碳氮氧循環首先進行,「燃燒」產生。隨着燒氫的進行,核在自身重力下收縮,中心温度上昇,當温度超過約1億K時,「燃燒」氦的3氦過程開始,由此產生12C,然後又與氦(4He)原子核反應生成16O。大部分的16O由此產生。

17O的豐度為0.037%,18O為0.204%,是微量的穩定同位素。17O主要是在恆星的碳氮氧循環中,氫燃燒產生氦時合成的[2]。而18O是14N捕獲4He合成的(14N由碳氮氧循環產生)。因此,17O主要於恒星的氫殼富集,18O主要於恒星的氦殼富集。[2]

圖表[编辑]

符號 Z(p N(n 同位素質量(u 半衰期 衰變
方式
[3]
衰變
產物
[n 1]
原子核
自旋
相對豐度
莫耳分率)
相對豐度的變化量
莫耳分率)
11O 8 3 11.025(7)# <1×10−24 s (1/2−)#
12O 8 4 12.034405(20) 580(30)×10−24 s
[0.40(25) MeV]
2p (60.0%) 10C 0+
p (40.0%) 11N
13O 8 5 13.024812(10) 8.58(5) ms β+ (89.1%) 13
N
(3/2−)
β+, p (10.9%) 12
C
14O 8 6 14.00859625(12) 70.598(18) s β+ 14
N
0+
15O 8 7 15.0030656(5) 122.24(16) s β+ 15N 1/2−
16
O
英语Oxygen-16
[n 2]
8 8 15.99491461956(16) 稳定 0+ 0.99757(16) 0.99738–0.99776
17
O
英语Oxygen-17
[n 3]
8 9 16.99913170(12) 稳定 5/2+ 3.8(1)×10−4 3.7×10−4–4.0×10−4
18
O
[n 2][n 4]
8 10 17.9991610(7) 穩定 0+ 2.05(14)×10−3 1.88×10−3–2.22×10−3
19O 8 11 19.003580(3) 26.464(9) s β 19F 5/2+
20O 8 12 20.0040767(12) 13.51(5) s β 20F 0+
21O 8 13 21.008656(13) 3.42(10) s β 21F (1/2,3/2,5/2)+
22O 8 14 22.00997(6) 2.25(15) s β (78.0%) 22F 0+
β, n (22.0%) 21F
23O 8 15 23.01569(13) 82(37) ms β, n (57.99%) 22F 1/2+#
β (42.0%) 23F
24O 8 16 24.02047(25) 65(5) ms β, n (57.99%) 23F 0+
β (42.01%) 24F
25O 8 17 25.02946(28)# (52) ns n 24O (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+

備註:畫上#號的數據代表沒有經過實驗的証明,只是理論推測而已,而用括號括起來的代表數據不確定性。

同位素列表
氮的同位素 氧的同位素 氟的同位素

註釋[编辑]

  1. ^ Bold for stable isotopes
  2. ^ 2.0 2.1 The ratio between 16O and 18O is used to deduce ancient temperatures
  3. ^ Can be used in NMR studies of metabolic pathways
  4. ^ Can be used in studying certain metabolic pathways

参考文献[编辑]

  1. ^ Oxygen Nuclides / Isotopes. EnvironmentalChemistry.com. [2007-12-17]. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Meyer, B.S.. NUCLEOSYNTHESIS AND GALACTIC CHEMICAL EVOLUTION OF THE ISOTOPES OF OXYGEN. Proceedings of the NASA Cosmochemistry Program and the Lunar and Planetary Institute, Workgroup on Oxygen in the Earliest Solar System. Gatlinburg, Tennessee. September 19-21, 2005 [2007-12-23]. 9022. 
  3. ^ Universal Nuclide Chart. Nucleonica. [2014-12-02]. (需要註冊 (說明)).