Isotop nitrogen
Nitrogen alami (7N) terdiri dari dua isotop stabil, nitrogen-14, yang membentuk sebagian besar nitrogen alami, dan nitrogen-15. Empat belas isotop radioaktif (radioisotop) juga telah ditemukan sejauh ini, dengan massa atom berkisar antara 10 sampai 25, dan satu isomer nuklir, 11mN. Semua radioisotop ini berumur pendek, dengan yang berumur terpanjang adalah nitrogen-13 dengan waktu paruh 9.965 menit. Semua yang lainnya memiliki waktu paruh di bawah 7,15 detik, dengan sebagian besar berada di bawah lima per delapan detik. Sebagian besar isotop dengan nomor massa atom di bawah 14 meluruh menjadi isotop karbon, sementara sebagian besar isotop dengan massa di atas 15 meluruh menjadi isotop oksigen. Isotop berumur paling pendek yang diketahui adalah nitrogen-10, dengan waktu paruh sekitar 2,3 mikrodetik.
| |||||||||||||||||||||||||||||
| Berat atom standar Ar°(N) |
| ||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Isotop-isotop alami
Nitrogen-14
Nitrogen-14 adalah salah satu dari dua isotop stabil (nonradioaktif) dari unsur kimia nitrogen, yang menyusun sekitar 99,636% nitrogen alami.
Nitrogen-14 merupakan salah satu dari sangat sedikit nuklida stabil dengan jumlah ganjil proton dan neutron (masing-masing tujuh). Masing-masing ini menyumbang sebuah spin nuklir dari tambah atau kurang spin 1/2, yang memberi nukleus total magnetik satu spin.
Seperti semua unsur yang lebih berat dari lithium, sumber asli nitrogen-14 dan nitrogen-15 di alam semesta diyakini adalah nukleosintesis bintang, di mana mereka dihasilkan sebagai bagian dari siklus karbon-nitrogen-oksigen.
Nitrogen-14 adalah sumber yang alami, radioaktif, karbon-14. Beberapa jenis radiasi kosmik menyebabkan reaksi nuklir dengan nitrogen-14 di atmosfer bagian atas Bumi, menghasilkan karbon-14, yang meluruh kembali ke nitrogen-14 dengan waktu paruh dari 5.730 ± 40 tahun.[2]
Nitrogen-15
Nitrogen-15, atau 15N, adalah suatu isotop stabil langka nitrogen. Dua sumber nitrogen-15 adalah emisi positron dari oksigen-15[3] dan peluruhan beta dari karbon-15. Nitrogen-15 menyajikan salah satu penampang tangkapan tangkapan neutron termal terendah dari semua isotop.[4]
Nitrogen-15 sering digunakan dalam NMR (spektroskopi Nitrogen-15 NMR). Berbeda dengan nitrogen-14 yang lebih berlimpah, yang memiliki suatu spin nuklir bilangan bulat dan dengan demikian momen empat kutub, 15N memiliki spin nuklir pecahan satu setengah, yang memberikan keuntungan bagi NMR seperti lebar garis yang lebih sempit.
Daftar isotop
| simbol nuklida |
Z(p) | N(n) | massa isotop (u) |
waktu paruh | mode peluruhan[5] | produk peluruhan[n 1] |
spin nuklir |
komposisi isotop representatif (fraksi mol) |
kisaran variasi alami (fraksi mol) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| energi eksitasi | |||||||||
| 10N | 7 | 3 | 10,04165(43) | 200(140)×10−24 s [2,3(16) MeV] |
p | 9C | (2−) | ||
| 11N | 7 | 4 | 11,02609(5) | 590(210)×10−24 s [1,58(+75−52) MeV] |
p | 10C | 1/2+ | ||
| 11mN | 740(60) keV | 6,90(80)×10−22 s | 1/2− | ||||||
| 12N | 7 | 5 | 12,0186132(11) | 11,000(16) ms | β+ (96,5%) | 12C | 1+ | ||
| β+, α (3,5%) | Be[n 2] | ||||||||
| 13N[n 3] | 7 | 6 | 13,00573861(29) | 9,965(4) min | β+ | 13C | 1/2− | ||
| 14N | 7 | 7 | 14,0030740048(6) | Stabil | 1+ | 0,99636(20) | 0,99579–0,99654 | ||
| 15N | 7 | 8 | 15,0001088982(7) | Stabil | 1/2− | 0,00364(20) | 0,00346–0,00421 | ||
| 16N | 7 | 9 | 16,0061017(28) | 7,13(2) s | β− (99,99%) | 16O | 2− | ||
| β−, α (,001%) | 12C | ||||||||
| 17N | 7 | 10 | 17,008450(16) | 4,173(4) s | β−, n (95,0%) | O | 1/2− | ||
| β− (4,99%) | 17O | ||||||||
| β−, α (,0025%) | C | ||||||||
| 18N | 7 | 11 | 18,014079(20) | 622(9) ms | β− (76,9%) | 18O | 1− | ||
| β−, α (12,2%) | C | ||||||||
| β−, n (10,9%) | 17O | ||||||||
| 19N | 7 | 12 | 19,017029(18) | 271(8) ms | β−, n (54,6%) | 18O | (1/2−) | ||
| β− (45,4%) | O | ||||||||
| 20N | 7 | 13 | 20,02337(6) | 130(7) ms | β−, n (56,99%) | 19O | |||
| β− (43,00%) | 20O | ||||||||
| 21N | 7 | 14 | 21,02711(10) | 87(6) ms | β−, n (80,0%) | 20O | 1/2−# | ||
| β− (20,0%) | 21O | ||||||||
| 22N | 7 | 15 | 22,03439(21) | 13,9(14) ms | β− (65,0%) | 22O | |||
| β−, n (35,0%) | 21O | ||||||||
| 23N | 7 | 16 | 23,04122(32)# | 14,5(24) ms [14,1(+12−15) ms] |
β− | 23O | 1/2−# | ||
| 24N | 7 | 17 | 24,05104(43)# | <52 ns | n | 23N | |||
| 25N | 7 | 18 | 25,06066(54)# | <260 ns | 1/2−# | ||||
- ^ Tebal untuk isotop stabil.
- ^ Segera meluruh menjadi dua partikel alfa untuk reaksi bersih12N → 3 4He + e+.
- ^ Digunakan dalam tomografi emisi positron.
Catatan
- Ketepatan kelimpahan isotop dan massa atom dibatasi melalui variasi. Kisaran yang diberikan harus berlaku untuk bahan terestrial normal.
- Nilai yang ditandai # tidak murni berasal dari data eksperimen, namun setidaknya sebagian dari tren sistematis. Spin dengan argumen tugas lemah dilampirkan dalam tanda kurung.
- Ketidakpastian diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai. Nilai ketidakpastian menunjukkan suatu standar deviasi, kecuali komposisi isotop dan massa atom standar dari IUPAC, yang menggunakan ketidakpastian yang diperluas.
- Massa nuklida diberikan oleh IUPAP Komisi mengenai Simbol, Satuan, Nomenklatur, Massa Atom, dan Konstanta Fundamental (SUNAMCO).
- Kelimpahan isotop diberikan oleh IUPAC Komisi mengenai Kelimpahan Isotop dan Massa Atom (CIAAW).
Referensi
- ^ Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure Appl. Chem. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
- ^ Godwin, H (1962). "Half-life of radiocarbon". Nature. 195 (4845): 984. Bibcode:1962Natur.195..984G. doi:10.1038/195984a0.
- ^ CRC Handbook of Chemistry and Physics (edisi ke-64th). 1983–1984. hlm. B-234.
- ^ "Evaluated Nuclear Data File (ENDF) Retrieval & Plotting". National Nuclear Data Center.
- ^ "Universal Nuclide Chart". nucleonica. (Perlu mendaftar (help)).