Begreb i definition ABC

Overskriften til venstre (¹⁸ENTEN, ²H, ¹⁵N) refererer til atomets massenummer og repræsenterer summen af ​​antallet af protoner og neutroner. Et eksempel på isotoper er brint, reflekteret af bogstavet H, og dets isotoper er protium (¹H), deuterium (²H) og tritium (³H), hvilket illustrerer, at hver har 1 eller 2 flere neutroner end den første.

Klassificering af isotoper

Ifølge stabiliteten af ​​isotopernes kerne klassificeres disse som stabile og radioaktive.

radioaktiv: De kaldes også ustabile isotoper, de har den egenskab, at de omdannes fra en isotop til en anden ved henfald eller opløsning af dens kerne og udsender

Energi i form af radioaktivitet med transformationens fremskridt. I tilfælde af hydrogenisotopeksemplet er dens radioaktive isotop tritium. ³H, som kan henfalde og omdannes til helium 3 (³Han). Men det er ikke den eneste radioaktive isotop, der er mange flere.

stabil: På deres side har stabile isotoper en kerne, der ikke henfalder til andre på den geologiske tidsskala; hvilket betyder, at de ikke omdannes til andre isotoper. De kan findes i de fleste forbindelser. De har lav molekylvægt og relativt stor masseforskel.

De er meget rigelige grundstoffer i naturen og findes i forskellige oxidationstilstande, der danner forskellige typer kemiske bindinger. Ligeledes kan de klassificeres i to typer, lette og tunge.

For eksempel er de stabile isotoper af brint protium (¹H) og deuterium (²H). Det sidste er det tunge og det første det lette.

Dens overflod er ulige, det afhænger af den proces, der finder sted, dette vil afgøre, om der er mere stabile lette eller mere stabile tunge isotoper, som har en eller to ekstra neutroner i forhold til protoner og kan genereres fra radioaktivt henfald af isotoper radioaktiv.

isotopfraktionering

Forskellen i overflod mellem tunge og lette isotoper skyldes naturlige processer og er til stede i de forbindelser, der opnås. startende fra kemiske reaktioner, fysiske, biologiske, metaboliske og geokemiske processer, hvor de deltager frit og afhænger af forskel i reaktionshastighed hver.

De processer, der opstår og mængden af ​​den ene eller den anden afhænger af de kemiske bindinger og atomernes tiltrækningskræfter, hvilket er større i tilfælde af tunge isotoper, hvilket reducerer deres hastighed reaktion, fordi det kræver mere energi at bryde bindingerne.

En given ulige fordeling mellem en kildekilde og dens reaktionsprodukter kaldes isotopfraktionering, og refererer til den måde, hvorpå isotoper er fordelt mellem et stof og et andet eller forskellige faser af samme stof.

Betydningen af ​​isotopfraktionering skyldes den variation, det giver i forholdet mellem stabile isotoper i forskellige grupper af elementer og det isotopiske signal, som det genererer, der kan indikere, om der er eller i hvilken størrelsesorden en bestemt proces fandt sted inden for et grundstofs cyklus bestemt.

Følgelig udviser produkterne af reaktioner, der gennemgår isotopfraktionering, en unik isotopsammensætning, der tjener til at identificere kilden, hvorfra den kommer, eller de processer, hvorved Jeg passerer.

Et eksempel på fraktionering er processen med fordampning af vand i havene, hvor det fordampende vand bortfører de lette isotoper i dampen som ¹H₂¹⁶ENTEN; og efterlader i havvandet vandets tunge isotoper som ¹H₂¹⁸eller og ¹H₂H¹⁶ENTEN. I dette tilfælde er 18O den tunge isotop af oxygen og 16O er den lette isotop.

Nu sker isotopfraktionering ved to forskellige processer, Balance kemisk isotop og kinetisk isotop ligevægt.

Kemisk isotopisk ligevægt

I denne proces de reaktioner, der opstår udveksling isotoper omslutter omfordelingen af ​​isotoper af samme grundstof gennem forskellige arter inden for et system, der er lukket og homogent.

Kinetisk isotop ligevægt

I dette tilfælde indebærer processen, at reaktionshastigheden i begge retninger af en bestemt isotop er den samme, men det betyder ikke, at isotopsammensætningerne af to forbindelser i ligevægt er ens, refererer det til, at de forhold, der eksisterer mellem to forskellige isotoper i hver forbindelse, er konstante ved en vis temperatur.

Gennem de reaktioner, der opstår for at nå ligevægt, akkumuleres den tungeste isotop med den højeste oxidationstilstand fortrinsvis.

Et eksempel på isotopisk ligevægt er den, der opstår i den reversible fysiske proces af kondensation og vandfordampning:

H₂¹⁶ENTEN_(damp) + H₂¹⁸ENTEN_(væske) ⇔H₂¹⁸ENTEN_(damp) + H₂¹⁶ENTEN_(væske)

De givne forskelle i den endelige isotopsammensætning, der genereres ved isotopfraktionering, kan bestemmes ved hjælp af en massespektrometer ved at sammenligne med en standardværdiprøve og notere forskellen som en berigelse eller udtømning af isotop af interesse og rapporteres ved hjælp af tre parametre: fraktioneringsfaktoren (α), isotopforskel eller berigelse isotopisk (ε) og forskelsbehandling isotopisk (δ).

Fraktioneringsfaktor (α)

Fraktioneringsfaktoren svarer til fordelingen af ​​stabile isotoper mellem to sameksisterende faser, hvor den ene er A og den anden B, og udtrykkes som kvotient af mængden af ​​tung isotop til stede i væskefasen divideret med mængden af ​​tung isotop i gasfasen, som vist i følgende ligning:

α ^PX = (R)_EN / (R)_B. (1)

hvor R er mængden af ​​tung isotop (^PX) divideret med mængden af ​​lysisotopen (^LX), baseret på den fase, der er angivet af subscriptet, udtrykt med følgende forhold:

R= ^PX / ^Lx(2)

Isotopisk forskel eller isotopisk berigelse (ε)

Dette er repræsenteret som fraktioneringsfaktoren minus 1, i promille (‰), givet ved følgende ligning:

ε ^PX A- B = (α-1) x 1000‰ (3)

Isotopisk diskrimination (δ)

Det estimeres ved at lave en kvotient mellem mængden af ​​den tunge isotop i prøven divideret med mængden af ​​den tunge isotop til stede i standarden, som er materiale, der tages som reference for værdien af ​​den tunge isotop, fratrukket 1, så frekvenserne opnået fra forskellige prøver er sammenlignelige.

Det er udtrykt i promille (‰) for at lette beregningen. udtryk af resultaterne, som vist i følgende ligning:

δ ^Px_prøve = {[(R)_prøve / (R)_standard]-1} x 1000‰ (4)

hvor R er mængden af ​​tung isotop (^PX) mellem mængden af ​​lys (^LX), både i prøven og i standarden.

Det er vigtigt at præcisere, at den isotopiske fraktionering givet mellem to faser virker baseret på temperaturen og dermed genererer variationer i de førnævnte forhold, især i isotopisk diskrimination, som var den sidste forklaret.