Концепция в определении ABC

Верхний индекс слева (¹⁸ЛИБО, ²ЧАС, ¹⁵N) относится к массовому числу атома и представляет собой сумму количества протонов и нейтронов. Примером изотопов являются водород, обозначаемый буквой H, а его изотопы - протий (¹Н), дейтерий (²H) и тритий (³H), иллюстрируя, что у каждого на 1 или 2 нейтрона больше, чем у первого.

Классификация изотопов

По стабильности ядра изотопы делятся на стабильные и радиоактивные.

радиоактивный: Их еще называют нестабильными изотопами, они обладают свойством превращаться из одного изотопа в другой путем распада или распада его ядра, испуская

Энергия в виде радиоактивности с опережением превращения. В случае примера с изотопа водорода его радиоактивным изотопом является тритий. ³H, который может распадаться и превращаться в гелий 3 (³Он). Но это не единственный радиоактивный изотоп, их гораздо больше.

стабильный: со своей стороны, стабильные изотопы имеют ядро, которое не распадается на другие в масштабе геологического времени; это означает, что они не превращаются в другие изотопы. Их можно найти в большинстве соединений. Они имеют низкую молекулярную массу и относительно большую разницу масс.

Они очень распространены в природе и находятся в различных степенях окисления, образуя различные типы химических связей. Кроме того, их можно разделить на два типа: легкие и тяжелые.

Например, стабильными изотопами водорода являются протий (¹Н) и дейтерий (²ЧАС). Последние тяжелые, а первые легкие.

Его обилие неодинаково, оно зависит от происходящего процесса, это определит, есть ли более стабильные легкие или более стабильные тяжелые изотопы, которые имеют один или два дополнительных нейтрона по отношению к протонам и могут образовываться при радиоактивном распаде изотопов радиоактивный.

изотопное фракционирование

Разница в содержании тяжелых и легких изотопов обусловлена ​​естественными процессами и присутствует в полученных соединениях. начиная с химических реакций, физических, биологических, метаболических и геохимических процессов, где они участвуют свободно и зависят от разница в скорость реакции каждый.

Протекающие процессы и распространенность того или другого зависят от химических связей и сил притяжения атомов, которые больше в случае тяжелых изотопов, что снижает их скорость реакции, потому что для разрыва связей требуется больше энергии.

Данное неравное распределение между исходным источником и продуктами его реакции называется изотопным фракционированием, и относится к тому, как изотопы распределяются между одним веществом и другим или разными фазами одного и того же вещество.

Важность изотопного фракционирования обусловлена ​​изменением соотношения стабильных изотопов различных групп веществ, которое оно дает. элементы и изотопный сигнал, который он генерирует, который может указать, имел ли место определенный процесс и в какой степени он происходил в цикле элемента специфический.

Следовательно, продукты реакций изотопного фракционирования проявляют уникальный изотопный состав, который служит для идентификации источника, из которого он поступает, или процессов, посредством которых Я пропускаю.

Примером фракционирования является процесс испарения воды в океанах, когда испаряющаяся вода уносит легкие изотопы в виде пара. ¹ЧАС₂¹⁶ЛИБО; и оставляет в океанской воде тяжелые изотопы воды в виде ¹ЧАС₂¹⁸или и ¹ЧАС₂ЧАС¹⁶ЛИБО. В данном случае 18О — тяжелый изотоп кислорода, а 16О — легкий изотоп.

Теперь изотопное фракционирование происходит двумя разными процессами: Остаток средств химическое изотопное и кинетическое изотопное равновесие.

Химическое изотопное равновесие

В этом процессе происходят реакции обмен изотоп заключают в себе перераспределение изотопов одного и того же элемента через различные виды в замкнутой и гомогенной системе.

Кинетическое изотопное равновесие

В этом случае процесс подразумевает, что скорость реакции в обоих направлениях конкретного изотопа одинакова, но это не означает, что изотопные составы двух соединений в равновесии равны, это относится к тому факту, что отношения, существующие между двумя различными изотопами в каждом соединении, постоянны при определенном температура.

Во всех реакциях, которые происходят для достижения равновесия, преимущественно накапливается самый тяжелый изотоп с самой высокой степенью окисления.

Примером изотопического равновесия является обратимый физический процесс конденсация и испарение воды:

ЧАС₂¹⁶ЛИБО_(пар) + Н₂¹⁸ЛИБО_{(жидкость)} ⇔Н₂¹⁸ЛИБО_(пар) + Н₂¹⁶ЛИБО_{(жидкость)}

Указанные различия в конечном изотопном составе, получаемом при изотопном фракционировании, можно определить с помощью масс-спектрометра, сравнивая со стандартным образцом и отмечая разницу как обогащение или обеднение интересующий изотоп и сообщается с использованием трех параметров: коэффициент фракционирования (α), изотопная разница или обогащение изотопный (ε) и дискриминация изотопный (δ).

Коэффициент фракции (α)

Коэффициент фракционирования соответствует распределению стабильных изотопов между двумя сосуществующими фазами, одной из которых является А, а другой В, и выражается как отношение количества тяжелого изотопа, присутствующего в жидкой фазе, к количеству тяжелого изотопа в газовой фазе, как показано в следующем уравнение:

α ^пХ = (Р)_А / (Р)_Б. (1)

Где R - количество тяжелого изотопа (^пX), деленное на количество легкого изотопа (^лX), исходя из фазы, указанной нижним индексом, выраженной следующим соотношением:

р= ^пИКС / ^лх(2)

Изотопная разница или изотопное обогащение (ε)

Это представлено как коэффициент фракционирования минус 1, в частях на тысячу (‰), определяемый следующим уравнением:

ε ^пX A- B = (α-1) x 1000‰ (3)

Изотопная дискриминация (δ)

Его оценивают путем возведения отношения количества тяжелого изотопа в пробе к количеству тяжелого изотопа, присутствующего в стандарте, т.е. материала, взятого за эталон для значения тяжелого изотопа, вычитая 1, так что частоты, полученные для разных образцов, сравнимы.

Он выражается в частях на тысячу (‰) для простоты расчета. выражение результатов, как показано в следующем уравнении:

δ ^пИкс_{образец} = {[(R)_{образец} / (Р)_{стандартный}]-1} x 1000‰ (4)

Где R - количество тяжелого изотопа (^пX) между количеством света (^лX) как в образце, так и в стандарте.

Важно пояснить, что изотопное фракционирование между двумя фазами действует в зависимости от температуры, таким образом генерируя вариации в вышеупомянутых соотношениях, особенно в изотопной дискриминации, которая была последней объяснил.