Концепція у визначенні ABC

Верхній індекс зліва (¹⁸АБО, ²H, ¹⁵N) відноситься до масового числа атома і являє собою загальну кількість протонів і нейтронів. Прикладом ізотопів є ізотопи водню, відображеного літерою H, а його ізотопами є протий (¹H), дейтерій (²H) і тритій (³H), що ілюструє, що кожен має на 1 або 2 нейтрони більше, ніж перший.

Класифікація ізотопів

За стабільністю ядра ізотопи поділяються на стабільні та радіоактивні.

радіоактивний: Їх також називають нестабільними ізотопами, вони мають властивість перетворюватися з одного ізотопу в інший шляхом розпаду або розпаду свого ядра, випромінюючи

Енергія у вигляді радіоактивності з випередженням перетворення. У випадку ізотопу водню його радіоактивним ізотопом є тритій. ³H, який може розпадатися і перетворюватися на гелій 3 (³Він). Але це не єдиний радіоактивний ізотоп, їх набагато більше.

стабільний: Зі свого боку, стабільні ізотопи мають ядро, яке не розпадається на інші в геологічній шкалі часу; це означає, що вони не перетворюються в інші ізотопи. Їх можна знайти в більшості сполук. Вони мають низьку молекулярну масу і відносно велику різницю маси.

Вони є дуже багатими елементами в природі і знаходяться в різних ступенях окислення, утворюючи різні типи хімічних зв’язків. Так само їх можна розділити на два типи: легкі та важкі.

Наприклад, стабільними ізотопами водню є протий (¹H) і дейтерій (²H). Остання важка, а перша легка.

Його кількість неоднакова, це залежить від процесу, що відбувається, це визначить, чи є більш стабільні легкі чи більш стабільні важкі ізотопи, які мають один або два додаткові нейтрони щодо протонів і можуть бути утворені в результаті радіоактивного розпаду ізотопів радіоактивний.

ізотопне фракціонування

Різниця в кількості важких і легких ізотопів обумовлена ​​природними процесами і присутня в отриманих сполуках. починаючи з хімічних реакцій, фізичних, біологічних, метаболічних і геохімічних процесів, де вони беруть участь вільно і залежать від різниця в швидкість реакції кожен.

Процеси, що відбуваються, та чисельність того чи іншого залежать від хімічних зв’язків і сил притягання атомів, що більше у випадку важких ізотопів, що зменшує їх швидкість реакції, тому що для розриву зв’язків потрібно більше енергії.

Даний нерівний розподіл між джерелом джерела та його продуктами реакції називається ізотопним фракціонуванням, і відноситься до способу розподілу ізотопів між однією речовиною та іншою або різними фазами тієї самої речовини речовина.

Важливість ізотопного фракціонування зумовлена ​​зміною, яке воно дає у співвідношенні стабільних ізотопів різних груп елементи та ізотопний сигнал, який він генерує, який може вказати, чи існує певний процес або в якій величині відбувався певний процес у циклі елемента специфічний.

Отже, продукти реакцій, які зазнають ізотопного фракціонування, мають а унікальний ізотопний склад, який служить для ідентифікації джерела, з якого він походить, або процесів, за допомогою яких проходжу.

Прикладом фракціонування є процес випаровування води в океанах, коли вода, що випаровується, відносить легкі ізотопи в парі як ¹Х₂¹⁶АБО; і залишає в океанській воді важкі ізотопи води як ¹Х₂¹⁸або і ¹Х₂Х¹⁶АБО. У цьому випадку 18O є важким ізотопом кисню, а 16O – легким ізотопом.

Тепер ізотопне фракціонування відбувається двома різними процесами, Баланс хімічний ізотоп і кінетична ізотопна рівновага.

Хімічна ізотопна рівновага

У цьому процесі відбуваються реакції обмін ізотоп охоплює перерозподіл ізотопів одного і того ж елемента через різні види всередині системи, яка є замкнутою й однорідною.

Кінетична ізотопна рівновага

У цьому випадку процес передбачає, що швидкість реакції в обох напрямках певного ізотопу однакова, але це не означає, що ізотопні склади двох сполук, що знаходяться в рівновазі, є рівними, це стосується того факту, що відносини, які існують між двома різними ізотопами в кожній сполукі, є постійними при певній температура.

Протягом усіх реакцій, які відбуваються для досягнення рівноваги, переважно накопичується найважчий ізотоп з найвищим ступенем окислення.

Прикладом ізотопної рівноваги є та, яка виникає в оборотному фізичному процесі конденсація і випаровування води:

Х₂¹⁶АБО_(пара) + H₂¹⁸АБО_{(рідина)} ⇔H₂¹⁸АБО_(пара) + H₂¹⁶АБО_{(рідина)}

Наведені відмінності в кінцевому ізотопному складі, який утворюється шляхом ізотопного фракціонування, можна визначити за допомогою a мас-спектрометр шляхом порівняння із зразком стандартного значення та відмітки різниці як збагачення або виснаження ізотоп, що представляє інтерес, і повідомляється з використанням трьох параметрів: коефіцієнт фракціонування (α), ізотопна різниця або збагачення ізотопний (ε) і дискримінація ізотопний (δ).

Коефіцієнт фракціонування (α)

Коефіцієнт фракціонування відповідає розподілу стабільних ізотопів між двома співіснуючими фазами, одна з яких є А, а інша В, і виражається як частка кількості важкого ізотопу, присутнього в рідкій фазі, поділена на кількість важкого ізотопу в газовій фазі, як показано нижче рівняння:

α ^пX = (R)_А / (R)_Б. (1)

Де R - кількість важкого ізотопу (^пX) поділено на кількість світлового ізотопу (^ЛX), на основі фази, зазначеної в нижньому індексі, вираженої таким співвідношенням:

R= ^пX / ^Лx(2)

Ізотопна різниця або ізотопне збагачення (ε)

Це представлено у вигляді коефіцієнта фракціонування мінус 1, у частках на тисячу (‰), заданому таким рівнянням:

ε ^пX A- B = (α-1) x 1000‰ (3)

Ізотопна дискримінація (δ)

Його оцінюють шляхом створення частки між кількістю важкого ізотопу в зразку, поділеної на кількість важкого ізотопу, присутнього в стандарті, яка є матеріал, який береться за еталон для значення важкого ізотопу, віднімаючи 1, щоб частоти, отримані з різних зразків, були порівнянними.

Він виражається в частках на тисячу (‰) для зручності розрахунку. вираз результатів, як показано в наступному рівнянні:

δ ^пX_зразок = {[(R)_зразок / (R)_{стандартний}]-1} x 1000‰ (4)

Де R - кількість важкого ізотопу (^пX) між кількістю світла (^ЛX), як у зразку, так і в стандарті.

Важливо уточнити, що ізотопне фракціонування, яке надається між двома фазами, діє на основі температури, таким чином генеруючи варіації у вищезгаданих відносинах, особливо в ізотопній дискримінації, яка була останньою пояснив.