Kolisotoper

Kolisotoper är isotoper av grundämnet kol (C), det vill säga atomer och kärnor med 6 protoner och olika antal neutroner.

Kol har 15 kända isotoper, varav 2 är stabila (¹² och ¹³).

Den mest långlivade radioisotopen är ¹⁴C, med en halveringstid på 5730 år. Det är också den enda radioisotopen som förekommer naturligt – spårmängder är bildade kosmogeniskt genom reaktionen ¹⁴N + ¹n → ¹⁴C + ¹H. Den mest stabila syntetiska radioisotopen är ¹¹, som har en halveringstid på 20,334 minuter. Alla andra radioisotoper har halveringstider under 20 sekunder, de flesta under 20 millisekunder. Den minst stabila isotopen är ⁸, med en halveringstid på 1,98739 zeptosekunder.

¹¹C är en radioisotop vars kärna består av 6 protoner och 5 neutroner. Den sönderfaller till ¹¹. Detta sönderfall sker främst på grund av positronemission; emellertid är det cirka 0,19–0,23 % av fallet ett resultat av elektroninfångning.^[1][2] Den har en halveringstid på 20,334 minuter.

¹¹ → ¹¹ + e⁺ + v_e + 0,96 MeV

¹¹ + e⁻ → ¹¹ + v_e + 1,98 MeV

¹¹C används vanligen som en radioisotop för radioaktiv märkning av molekyler i positronemissionstomografi. Bland de många molekyler som används i detta sammanhang kan nämnas radioliganden [¹¹C]DASB.

¹²C är en stabil isotop vars kärna består av 6 protoner och 6 neutroner. Det är en av de tre naturligt förekommande isotoperna och en av de två stabila isotoperna – tillsammans med ¹³C – men den är mycket mer rikligt förekommande än den senare (förhållande ≈ 99:1). Den är en särskilt viktig isotop inom fysik och kemi, eftersom det ligger till grund för definitionen av atommassenhet och Avogadros tal.

¹³C är en stabil isotop vars kärna består av 6 protoner och 7 neutroner. Det är en av de tre naturligt förekommande isotoperna och en av de två stabila isotoperna – tillsammans med ¹²C – även om den är mindre förekommande än den senare. Till skillnad från de andra två naturligt förekommande isotoperna, har den ett nollskilt spinn (¹⁄₂⁻) och kan användas i kärnmagnetisk resonans (kol-13-NMR).

¹⁴C är en radioisotop vars kärna består av 6 protoner och 8 neutroner. Det är en av de tre naturligt förekommande isotoperna, men den enda radioaktiva, med en halveringstid på 5730 år. Den produceras av termiska neutroner från kosmisk strålning i den övre atmosfären, och kommer ned till jorden där den absorberas av levande biologiskt material, i dess oxiderade form: koldioxid. Dess naturliga förekomst är försumbar jämfört med de två andra naturligt förekommande isotoperna, men dess radioaktivitet gör den radiometriskt påvisbar. Eftersom död vävnad inte absorberar ¹⁴C, är mängden ¹⁴C en av de metoder som används inom området för arkeologi för radiometrisk datering av biologiskt material (kol-14-metoden).

Anmärkningar

• Stabila isotoper anges i fetstil.
• Värden markerade med # härrör inte enbart från experimentella data, men åtminstone delvis från systematiska trender.
• Osäkerheter anges i kort form i parentes efter värdet. Osäkerhetsvärden anger en standardavvikelse, utom isotopsammansättningen och standardatommassa från IUPAC, som använder expanderade osäkerhet.
• Nuklidmassor är givna av IUPAP Commission on Symbols, Units, Nomenclature, Atomic Masses and Fundamental Constants (SUNAMCO).
• Isotopförekomster är givna av IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights.
• ¹²C är en nuklid av särskild betydelse då den används som standard, från vilken atommassan hos alla nuklider uttrycks: dess atommassa är per definition 12 u.

• Isotopmassor:
  • G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). ”The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics 729: sid. 3–128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. http://www.nndc.bnl.gov/amdc/nubase/Nubase2003.pdf. 
• Isotopsammansättning och standardatommassa:
  • J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor (2003). ”Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry 75 (6): sid. 683–800. doi:10.1351/pac200375060683. http://www.iupac.org/publications/pac/75/6/0683/pdf/. 
  • M. E. Wieser (2006). ”Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry 78 (11): sid. 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051. http://iupac.org/publications/pac/78/11/2051/pdf/. 
• Spinn och isomerdata:
  • G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). ”The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics A 729: sid. 3–128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. http://www.nndc.bnl.gov/amdc/nubase/Nubase2003.pdf. 
  • National Nuclear Data Center. ”NuDat 2.1 database”. Brookhaven National Laboratory. http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/. Läst 1 september 2005. 
  • N. E. Holden (2004). ”Table of the Isotopes, Section 11”. i D. R. Lide. CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th). CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9 

Grundämnenas isotoper Nuklidkarta · Lista över isotoper · Kol · Isotop Bor ← Kol → Kväve 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18  1  H He  2  Li Be B C N O F Ne  3  Na Mg Al Si P S Cl Ar  4  K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr  5  Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe  6  Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn  7  Fr Ra Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Metaller Halvmetall Icke-metaller Okända kemiska egenskaper Alkalimetall Alkalisk jordartsmetall Lantanoid Aktinoid Övergångsmetall Övrig metall Diatomisk icke-metall Polyatomisk icke-metall Ädelgas