Концепт у дефиницији АБЦ

Суперскрипт са леве стране (¹⁸ИЛИ, ²Х, ¹⁵Н) се односи на масени број атома и представља збир броја протона и неутрона. Пример изотопа су водоник, који се одражава словом Х, а његови изотопи су протијум (¹Х), деутеријум (²Х) и трицијум (³Х), што илуструје да сваки има 1 или 2 неутрона више од првог.

Класификација изотопа

Према стабилности језгра изотопа, они се деле на стабилне и радиоактивне.

радиоактиван: Називају се и нестабилним изотопима, имају својство трансформације из једног изотопа у други распадом или дезинтеграцијом његовог језгра, емитујући Енергија у облику радиоактивности са напредовањем трансформације. У случају примера изотопа водоника, његов радиоактивни изотоп је трицијум.

³Х, који може да се распадне и трансформише у хелијум 3 (³Он). Али то није једини радиоактивни изотоп, има их много више.

стабилан: Са своје стране, стабилни изотопи имају језгро које се не распада на друге на геолошкој временској скали; што значи да се не трансформишу у друге изотопе. Могу се наћи у већини једињења. Имају малу молекуларну тежину и релативно велику разлику у маси.

Они су веома богати елементи у природи и налазе се у различитим оксидационим стањима, формирајући различите врсте хемијских веза. Исто тако, могу се класификовати у две врсте, лаке и тешке.

На пример, стабилни изотопи водоника су протијум (¹Х) и деутеријум (²Х). Ово последње је тешко, а прво лагано.

Његово обиље је неједнако, зависи од процеса који се дешава, то ће одредити да ли постоје стабилнији лаки или стабилнији тешки изотопи, који имају један или два додатна неутрона у односу на протоне и могу се генерисати радиоактивним распадом изотопа радиоактиван.

фракционисање изотопа

Разлика у обиљу између тешких и лаких изотопа је због природних процеса и присутна је у једињењима која се добијају. почев од хемијских реакција, физичких, биолошких, метаболичких и геохемијских процеса, где они слободно учествују и зависе од разлика у брзина реакције сваки.

Процеси који се дешавају и обиље једног или другог зависе од хемијских веза и привлачних сила атома, што је веће у случају тешких изотопа, што смањује њихов брзина реакције јер је за раскид веза потребно више енергије.

Дата неједнака дистрибуција између извора извора и његових реакционих производа назива се изотопско фракционисање, и односи се на начин на који се изотопи дистрибуирају између једне супстанце и друге или различитих фаза исте супстанца.

Значај изотопског фракционисања је због варијације које она даје у односу стабилних изотопа различитих група елементи и изотопски сигнал који генерише, а који може да укаже да ли постоји или у којој величини се одређени процес одвијао у циклусу елемента специфичним.

Сходно томе, производи реакција који су подвргнути изотопском фракционисању показују а јединствени изотопски састав који служи за идентификацију извора из којег долази или процеса помоћу којих Ја пролазим.

Пример фракционисања је процес испаравања воде у океанима, где вода која испарава односи лаке изотопе у пари као ¹Х₂¹⁶ИЛИ; и оставља у океанској води тешке изотопе воде као ¹Х₂¹⁸или и ¹Х₂Х¹⁶ИЛИ. У овом случају, 18О је тешки изотоп кисеоника, а 16О је лаки изотоп.

Сада, изотопско фракционисање се дешава помоћу два различита процеса, Баланс хемијски изотоп и кинетичка равнотежа изотопа.

Хемијска изотопска равнотежа

У овом процесу реакције које се јављају размене изотопи обухватају редистрибуцију изотопа истог елемента кроз различите врсте унутар система који је затворен и хомоген.

Кинетичка изотопска равнотежа

У овом случају процес подразумева да је брзина реакције у оба смера одређеног изотопа иста, али то не значи да су изотопске композиције два једињења у равнотежи једнака, то се односи на чињеницу да су односи који постоје између два различита изотопа у сваком једињењу константни при одређеној температура.

Током реакција које се дешавају да би се постигла равнотежа, првенствено се акумулира најтежи изотоп са највишим оксидационим стањем.

Пример изотопске равнотеже је она која се јавља у реверзибилном физичком процесу кондензације и испаравање воде:

Х₂¹⁶ИЛИ_(пара) + Х₂¹⁸ИЛИ_{(течност)} ⇔Х₂¹⁸ИЛИ_(пара) + Х₂¹⁶ИЛИ_{(течност)}

Дате разлике у коначном изотопском саставу који настаје фракционисањем изотопа могу се одредити коришћењем а масени спектрометар упоређивањем са узорком стандардне вредности и уочавањем разлике као обогаћивања или исцрпљивања изотоп од интереса и пријављује се коришћењем три параметра: фактор фракционисања (α), изотопска разлика или обогаћивање изотоп (ε) и дискриминација изотоп (δ).

Фактор фракционисања (α)

Фактор фракционисања одговара расподели стабилних изотопа између две коегзистирајуће фазе, једна је А, а друга Б, и изражава се као количник количине тешког изотопа присутног у течној фази подељен са количином тешког изотопа у гасној фази, као што је приказано у наставку једначина:

α ^ПКс = (Р)_А / (Р)_Б. (1)

где је Р количина тешког изотопа (^ПКс) подељено са количином светлосног изотопа (^ЛКс), на основу фазе назначене индексом, изражене следећим односом:

Р= ^ПИКС / ^Лк(2)

Изотопска разлика или изотопско обогаћивање (ε)

Ово је представљено као фактор фракционисања минус 1, у деловима промила (‰), дат следећом једначином:

ε ^ПКс А- Б = ​​(α-1) к 1000‰ (3)

Изотопска дискриминација (δ)

Процењује се тако што се прави количник између количине тешког изотопа у узорку, подељене количином тешког изотопа присутног у стандарду, што је материјал који се узима као референца за вредност тешког изотопа, одузимајући 1, тако да су фреквенције добијене из различитих узорака упоредиве.

Изражава се у промилима (‰) ради лакшег израчунавања. израз резултата, као што је приказано у следећој једначини:

δ ^ПИкс_узорак = {[(Р)_узорак / (Р)_{стандардне}]-1} к 1000‰ (4)

где је Р количина тешког изотопа (^ПКс) између количине светлости (^ЛКс), како у узорку тако иу стандарду.

Важно је разјаснити да изотопска фракционација дата између две фазе делује на основу температуре, стварајући тако варијације у поменутим односима, посебно у изотопској дискриминацији, која је последња објаснио.