氧的同位素








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主要的氧同位素





























同位素

衰變


丰度

半衰期 (t1/2)

類型

產物

16O
99.76%

穩定

17O
0.04%
穩定

18O
0.20%
穩定


標準原子質量英语Standard atomic weight (Ar, 標準)


  • [15.9990315.99977][1]

  • 傳統: 15.999






←N(7) F(9)




(原子量:15.9994)共有18種同位素,其中有3種是穩定的。




目录






  • 1 穩定同位素的來源


  • 2 圖表


  • 3 註釋


  • 4 参考文献





穩定同位素的來源




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種穩定同位素是16O、17O、18O,其中16O最多,豐度為99.762 atom%[2]


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氫和氦元素,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[3]。在恒星内,質子-質子鏈反應與碳氮氧循環首先進行,「燃燒」氫產生氦。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[3]。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。[3]



圖表









































































































































































































































符號
Z(p

N(n

同位素質量(u)

半衰期

衰變
方式[4]

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)

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−



16O[n 2]
8
8
15.99491461956(16)

稳定
0+
0.99757(16)
0.99738–0.99776

17O[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




  1. ^ Bold for stable isotopes


  2. ^ 2.02.1 The ratio between 16O and 18O is used to δ18O


  3. ^ Can be used in NMR studies of metabolic pathways


  4. ^ Can be used in studying certain metabolic pathways



参考文献





  1. ^ Meija, J.; 等. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report). 纯粹与应用化学. 2016, 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305. 


  2. ^ Oxygen Nuclides / Isotopes. EnvironmentalChemistry.com. [2007-12-17]. 


  3. ^ 3.03.13.2 Meyer, B.S. NUCLEOSYNTHESIS AND GALACTIC CHEMICAL EVOLUTION OF THE ISOTOPES OF 69大魔王 (PDF). 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. 


  4. ^ Universal Nuclide Chart. Nucleonica. [2014-12-02]. 需要免费注册. 




  • Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).

  • Isotopic compositions and standard atomic masses from Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report). Pure Appl. Chem. Vol. 75, No. 6, pp. 683-800, (2003) and Atomic Weights Revised (2005).

  • Half-life, spin, and isomer data selected from these sources. Editing notes on this article's talk page.

    • Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties, Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).

    • National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database (retrieved Sept. 2005).

    • David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.











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