Isótopos de carbono

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Carbon con diferentes números de neutrones

El carbono (6C) tiene 14 isótopos conocidos, de 8
> C
 a 20
C
 así como 22
>C
, de los cuales 12C y 13C son estables. El radioisótopo de vida más larga es 14C, con una vida media de 5.70(3)×103 años . Este es también el único radioisótopo de carbono que se encuentra en la naturaleza, ya que se forman trazas de forma cosmogénica mediante la reacción 14
>N
 +
n
 → 14
C
 + <sup style="font-size:inherit;line-heigh

El carbono (6C) tiene 14 isótopos conocidos, de 8
> C
 a 20
C
 así como 22
>C
, de los cuales 12C y 13C son estables. El radioisótopo de vida más larga es 14C, con una vida media de 5.70(3)×103 años . Este es también el único radioisótopo de carbono que se encuentra en la naturaleza, ya que se forman trazas de forma cosmogénica mediante la reacción 14
>N
 +
n
 → 14
C
 + <sup style="font-size:inherit;line-heigh...

Lista de isótopos

Nuclide
Z N Masa sototópica (Da)
Vida media

[Ancho de resonancia] 		Decaymode
Daughterisotope
Spin and
paridad
Abundancia natural (Fracción mínima)
Proporción normal Rango de variación
8
C
6 2 8.037643(20)3.5(1.4) zs
[230(50) keV] 		2p 6
Be
0+
9
C
6 3 9.0310372(23)126.5(9) msβ+ ()54.1(1,7)%) 9
B
3/2−
β+α (38.4(1.6)%) 5
Li
β+p7.5(6)%) 8
Be
10
C
6 4 10.01685322(8)19.3011(15) sβ+10
B
0+
11
C
6 5 11.01143260(6)20.3402(53) minβ+11
B
3/2−
11m
C
12160(40) keV¿P? 10
B
 ? 		1/2+
12C6 6 12 exactamente Stable0+ [0.9884, 0.9904]
13C6 7 13.003354835336(252)Stable1/2− [0,0096, 0,0116]
14C6 8 14.0032419894)5.70(3)×103 Sí.β−14
N
0+ Trace 10−12
14m
C
22100(100) keVIT 14
C
(2 a)
15
C
6 9 15.0105993(9)2.449(5) sβ−15
N
1/2+
16
C
6 10 16.0147014)750(6) msβ−No.99.0(3)%) 15
N
0+
β− ()1,0(3)%) 16
N
17
C
6 11 17.022579(19)193(6) msβ− ()71,6(1,3)%) 17
N
3/2+
β−No.28.4(1.3)%) 16
N
β−¿2n? 15
N
 ?
18
C
6 12 18.026753)92,2 msβ− ()68,5(1,5)%) 18
N
0+
β−No.31.5(1.5)%) 17
N
β−¿2n? 16
N
 ?
19
C
6 13 19.03480(11)46.2(2.3) msβ−No.47(3)%) 18
N
1/2+
β− ()46.0(4.2)%) 19
N
β−2n7(3)%) 17
N
20
C
6 14 20.04026(25)16(3) msβ−No.70(11)%) 19
N
0+
β−2n (traducido) 18.6%) 18
N
β− (considerado) 11,4%) 20
N
22
C
6 16 22.05755(25)6.2(1.3) msβ−No.61(14)%) 21
N
0+
β−2n (traducido) 37%) 20
N
β− (considerado) 2%) 22
N
Esta cabecera de mesa >
  • vista
  1. ^ ( ) – La incertidumbre (1σ) se da en forma concisa en paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
  2. ^ Modos de decadencia:
    CE:Captura de electrones


    n:Emisión de neutrón
    p:Emisión de protones
  3. ^ Signatura Bold como hija – El producto de la hija es estable.
  4. ^ ( ) valor de la columna – Indica la vuelta con argumentos de asignación débiles.
  5. ^ # – Los valores marcados # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos parcialmente de las tendencias de los nuclidos vecinos (TNN).
  6. ^ Posteriormente se desintegra por doble emisión de protones 4
    Él
     para una reacción neta 8
    C
     → 4
    Él
     + 41
    H
  7. ^ Decaimientos inmediatos por emisión de protones 4
    Él
     para una reacción neta 9
    C
     → 2 4
    Él
     + 1
    H
     +
    e−
  8. ^ Decaye inmediatamente en dos 4
    Él
     átomos para una reacción neta 9
    C
     → 2 4
    Él
     + 1
    H
     +
    e−
  9. ^ Se utiliza para etiquetar moléculas en escáneres PET
  10. ^ a b c El modo Decay se muestra enérgicamente permitido, pero no se ha observado experimentalmente que ocurre en este nuclido.
  11. ^ La unidad de masa atómica unificada se define como 1/12 de la masa de un átomo sin límites de carbono-12 en su estado del suelo.
  12. ^ Relación de 12C a 13C utilizado para medir la productividad biológica en tiempos antiguos y diferentes tipos de fotosíntesis
  13. ^ Tiene un uso importante en la radiodación (ver datación de carbono)
  14. ^ Principalmente cosmógenos, producidos por neutrones atómicos átomos de 14N ()14
    N
     +
    n
     → 14
    C
     + 1
    H
    )
  15. ^ Tiene 1 halo neutron
  16. ^ Tiene 2 neutrones halo

Carbono-11

Carbono-11 o 11
> C
 es un isótopo radiactivo de carbono que se descompone en boro-11. Esta desintegración se produce principalmente debido a la emisión de positrones, y alrededor del 0,19 al 0,23% de las desintegraciones se producen por captura de electrones. Tiene una vida media de 20,3402(53) min.

11
C
 → 11B + e+ + . + 0.96 MeV
11
C
 + e) → 11
B
 +
.
e + 1.98 MeV

Se produce a partir de nitrógeno en un ciclotrón mediante la reacción

14
N
 + p → 11
C
 + 4
Él

El carbono-11 se utiliza habitualmente como radioisótopo para el marcaje radiactivo de moléculas en la tomografía por emisión de positrones. Entre las muchas moléculas utilizadas en este contexto se encuentran los radioligandos [11C]DASB y [11C]Cimbi-5.

Isótopos naturales

Hay tres isótopos de carbono naturales: 12, 13 y 14. 12
>C
 y 13
C
 son estables y se presentan en una proporción natural de aproximadamente 93:1. 14
C
 es producido por neutrones térmicos de la radiación cósmica en la atmósfera superior y es transportado a la Tierra para ser absorbido por material biológico vivo. Isotópicamente, 14
C
<sub style="font-size:inherit;line-height:inherit;vertical-align:baseline" constituye una parte insignificante; pero, dado que es radiactivo con una vida media de 5,70(3)×103 años, es detectable radiométricamente. Dado que el tejido muerto no absorbe 14
C
, la cantidad de 14
> C
 es uno de los métodos utilizados dentro del campo de arqueología para la datación radiométrica de material biológico.

Paleoclima

12
>C
 y 13
>C
 se miden como la proporción de isótopos δ13C en los foraminíferos bentónicos y se utilizan como indicador de el ciclo de nutrientes y el intercambio aire-mar de CO2 (ventilación) dependiente de la temperatura. A las plantas les resulta más fácil utilizar los isótopos más ligeros (12
>C
) cuando convierten la luz solar y el dióxido de carbono en alimentos. Por ejemplo, las grandes floraciones de plancton (organismos que flotan libremente) absorben grandes cantidades de 12
> C
 de los océanos. Originalmente, el 12
>C
 se incorporó principalmente al agua de mar desde la atmósfera. Si los océanos en los que vive el plancton están estratificados (lo que significa que hay capas de agua cálida cerca de la superficie y agua más fría en las profundidades), entonces el agua superficial no se mezcla mucho con las aguas más profundas, de modo que cuando el plancton muere , se hunde y quita 12
C
 desde la superficie, dejando las capas superficialesrelativamente rico en 13
>C
. Cuando aguas frías brotan de las profundidades (como en el Atlántico Norte), el agua transporta 12
>C
 haga una copia de seguridad con él; cuando el océano estaba menos estratificado que hoy, había mucho más 12
> C
 en los esqueletos de especies que habitan en la superficie. Otros indicadores del clima pasado incluyen la presencia de especies tropicales y anillos de crecimiento de coral.

Seguimiento de fuentes de alimentos y dietas

Las cantidades de los diferentes isótopos pueden medirse mediante espectrometría de masas y compararse con un estándar; el resultado (por ejemplo, el delta de 13
>C
 = δ13
C
) se expresa como partes por mil (‰ ):

δ C 13 = ( ( C 13 C 12 ) sample ( C 13 C 12 ) standard − 1 ) × 1000 {displaystyle delta {ce {^{13}C}}=left({frac {left({frac {{ce {^{13}C}}}{{ce {^{12}C}}}}right)_{text{sample}}}{left({frac {{ce {^{13}C}}}{{ce {^{12}C}}}}right)_{text{standard}}}}-1right)times 1000} ‰

Las plantas utilizan de manera diferente los isótopos de carbono estables en el dióxido de carbono durante la fotosíntesis. Los pastos en climas templados (cebada, arroz, trigo, centeno y avena, además de girasol, papa, tomates, maní, algodón, remolacha azucarera y la mayoría de los árboles y sus nueces o frutas, rosas y pasto azul de Kentucky) siguen una vía fotosintética C3. eso producirá valores de δ13C con un promedio de aproximadamente −26,5 ‰. Los pastos en climas cálidos y áridos (el maíz en particular, pero también el mijo, el sorgo, la caña de azúcar y el cangrejo) siguen una vía fotosintética C4 que produce valores de δ13C con un promedio de aproximadamente −12,5 ‰.

De ello se deduce que comer estas diferentes plantas afectará los valores de δ13C en los tejidos corporales del consumidor. Si un animal (o un ser humano) come solo plantas C3, sus valores de δ13C serán de −18,5 a −22,0‰ en el colágeno óseo y −14,5‰ en la hidroxiapatita de sus dientes y huesos.

Por el contrario, los alimentadores C4 tendrán colágeno óseo con un valor de −7,5 ‰ y un valor de hidroxiapatita de −0,5 ‰.

En estudios de casos reales, los consumidores de mijo y maíz se pueden distinguir fácilmente de los consumidores de arroz y trigo. Estudiar cómo estas preferencias dietéticas se distribuyen geográficamente a lo largo del tiempo puede iluminar las rutas de migración de las personas y las rutas de dispersión de diferentes cultivos agrícolas. Sin embargo, los grupos humanos a menudo han mezclado plantas C3 y C4 (el norte de China históricamente subsistió a base de trigo y mijo), o mezclaron grupos de plantas y animales (por ejemplo, el sudeste de China subsistió a base de arroz y pescado).

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