Cesko.wiki Izotopy dusíku
Author
Albert FloresDusík (7N) se v přírodě vyskytuje ve dvou stabilních izotopech, 14N, který tvoří velkou většinu přírodního dusíku, a 15N. Je také známo celkem čtrnáct radioizotopů tohoto prvku, s nukleonovými čísly od 10 do 25, a jeden jaderný izomer, 11mN. Všechny radioizotopy mají krátký poločas přeměny, nejstabilnější z nich je 13N a poločasem 9,965 minut. Všechny ostatní mají poločas kratší než 7,2 s, většinou kratší než 0,6 s. Izotopy s nukleonovým číslem pod 14 se většinou přeměňují na izotopy uhlíku, zatímco ty s nukleonovým čísle nad 15 se většinou přeměňují na izotopy kyslíku. Nejkratší poločas přeměny má dusík-10, kolem 2,3 mikrosekund.
Přírodní izotopy
Dusík-14
Dusík-14 je jeden ze dvou stabilních izotopů tohoto prvku, patří k němu 99,636 % přírodního dusíku.
14N je jedním z mála stabilních nuklidů, které mají lichý počet protonů i neutronů (také k nim patří deuterium, 6Li a 10B). Každý z nukleonů má jaderný spin +1/2 nebo -1/2, a celkový magnetický spin jádra je tak roven jedné.
Jako u dalších prvků těžších než lithium jsou hlavním zdrojem dusíku-14 a dusíku-15 ve vesmíru termonukleární reakce uvnitř hvězd, 14N a 15N vznikají jako jedny z produktů CNO cyklu.
Dusík-14 je zdrojem přírodního radioizotopu uhlíku, uhlíku-14, který z něj vzniká reakcí s neutrony v kosmickém záření ve vyšších vrstvách atmosféry. 14C se přeměňuje zpět na 14N s poločasem 5730±40 let.
Dusík-15
Dusík-15 (15N) je vzácnějším z obou přírodních izotopů dusíku. Má dva zdroje: beta plus přeměnu kyslíku-15 a beta minus přeměnu uhlíku-15.
Tento izotop se často používá v NMR spektroskopii. Na rozdíl od mnohem běžnějšího dusíku-14 má celočíselný jaderný spin a díky tomu i kvadrupólový moment.
Dusík 15N může vznikat, když pomalé neutrony narazí do jádra dusíku 14N (např. : v bílkovině) a může se uvolnit až 10,39 MeV. +more Je to jeden z důvodů, proč jsou pomalé neutrony nebezpečné pro živé organismy.
Seznam izotopů
| symol nuklidu | Z(p) | N(n) | hmotnost izotopu (u) | poločas přeměny | způsob(y) přeměny | produkt(y) přeměny | jaderný spin | reprezentativní izotopové složení (molární zlomek) | rozmezí přirozeného výskytu (molární zlomek) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| excitační energie | |||||||||
| 10N | 7 | 3 | 10,041 65(43) | 2(1,4)×10−22 s | p | 9C | -2 | ||
| 11N | 7 | 4 | 11,026 09(5) | 5,9(21)×10−22 s | p | 10C | +1/2 | ||
| 11mN | 740(60) keV | 740(60) keV | 740(60) keV | 6,90(80)×10−22 s | -1/2 | ||||
| 12N | 11,000(16) ms | β+ (96,5 %) | 12C | +1 | |||||
| 12N | 11,000(16) ms | β+, α (3,5 %) | 8Be | +1 | |||||
| 13N | 9,965(4) min | β+ | 13C | -1/2 | |||||
| 14N | Stabilní | Stabilní | Stabilní | +1 | 0,996 36(20) | 0. 995 79-0,996 54 | |||
| 15N | 7 | 8 | 15,000 108 898 2(7) | Stabilní | Stabilní | Stabilní | -1/2 | 0,003 64(20) | 0,003 46-0,004 21 |
| 16N | 7 | 9 | 16,006 101 7(28) | 7,13(2) s | β− (99,999 %) | 16O | - | ||
| 16N | 7 | 9 | 16,006 101 7(28) | 7,13(2) s | β−, α (0,001%) | 12C | - | ||
| 17N | 7 | 10 | 17,008 450(16) | 4. +more171 s | β−, n (95,1 %) | 16O | - | ||
| 17N | 7 | 10 | 17,008 450(16) | 4. 171 s | β− (4,9 %) | 17O | - | ||
| 17N | 7 | 10 | 17,008 450(16) | 4. 171 s | β−, α (0,002 5 %) | 13C | - | ||
| 18N | 7 | 11 | 18,014 079(20) | 619 ms | β− (76,9 %) | 18O | - | ||
| 18N | 7 | 11 | 18,014 079(20) | 619 ms | β−, α (12,2 %) | 14C | - | ||
| 18N | 7 | 11 | 18,014 079(20) | 619 ms | β−, n (10,9 %) | 17O | - | ||
| 19N | 7 | 12 | 19,017 029(18) | 336 ms | β− (58,2 %) | 19O | - | ||
| 19N | 7 | 12 | 19,017 029(18) | 336 ms | β−, n (41,8 %) | 18O | - | ||
| 20N | 7 | 13 | 20,023 37(6) | 136 ms | β− (57,1 %) | 20O | |||
| 20N | 7 | 13 | 20,023 37(6) | 136 ms | β−, n (42,9 %) | 19O | |||
| 21N | 7 | 14 | 21,027 11(10) | 84,8(67) ms | β−, n (86,0 %) | 20O | - | ||
| 21N | 7 | 14 | 21,027 11(10) | 84,8(67) ms | β− (14,0 %) | 21O | - | ||
| 22N | 7 | 15 | 22,034 39(21) | 19,5(20) ms | β− (54,0 %) | 22O | |||
| 22N | 7 | 15 | 22,034 39(21) | 19,5(20) ms | β−, n (34,0 %) | 21O | |||
| 22N | 7 | 15 | 22,034 39(21) | 19,5(20) ms | β−, 2n (12,0 %) | 20O | |||
| 23N | 7 | 16 | 23,041 22(32) | 14,15(125) ms | β− | 23O | -1/2 | ||
| 24N | 7 | 17 | 24,510 4(43) | n | 23N | ||||
| 25N | 7 | 18 | 25,060 66(54)# | -1/2 |