Izotopy dusíku

Dusík (7N) se v přírodě vyskytuje ve dvou stabilních izotopech, 14N, který tvoří velkou většinu přírodního dusíku, a 15N. Je také známo celkem čtrnáct radioizotopů tohoto prvku, s nukleonovými čísly od 10 do 25, a jeden jaderný izomer, 11mN. Všechny radioizotopy mají krátký poločas přeměny, nejstabilnější z nich je 13N a poločasem 9,965 minut. Všechny ostatní mají poločas kratší než 7,2 s, většinou kratší než 0,6 s. Izotopy s nukleonovým číslem pod 14 se většinou přeměňují na izotopy uhlíku, zatímco ty s nukleonovým čísle nad 15 se většinou přeměňují na izotopy kyslíku. Nejkratší poločas přeměny má dusík-10, kolem 2,3 mikrosekund.

Přírodní izotopy

Dusík-14

Dusík-14 je jeden ze dvou stabilních izotopů tohoto prvku, patří k němu 99,636 % přírodního dusíku.

14N je jedním z mála stabilních nuklidů, které mají lichý počet protonů i neutronů (také k nim patří deuterium, 6Li a 10B). Každý z nukleonů má jaderný spin +1/2 nebo -1/2, a celkový magnetický spin jádra je tak roven jedné.

Jako u dalších prvků těžších než lithium jsou hlavním zdrojem dusíku-14 a dusíku-15 ve vesmíru termonukleární reakce uvnitř hvězd, 14N a 15N vznikají jako jedny z produktů CNO cyklu.

Dusík-14 je zdrojem přírodního radioizotopu uhlíku, uhlíku-14, který z něj vzniká reakcí s neutrony v kosmickém záření ve vyšších vrstvách atmosféry. 14C se přeměňuje zpět na 14N s poločasem 5730±40 let.[1]

Dusík-15

Dusík-15 (15N) je vzácnějším z obou přírodních izotopů dusíku. Má dva zdroje: beta plus přeměnu kyslíku-15[2] a beta minus přeměnu uhlíku-15.

Tento izotop se často používá v NMR spektroskopii. Na rozdíl od mnohem běžnějšího dusíku-14 má celočíselný jaderný spin a díky tomu i kvadrupólový moment.

Dusík 15N může vznikat, když pomalé neutrony narazí do jádra dusíku 14N (např.: v bílkovině) a může se uvolnit až 10,39 MeV. Je to jeden z důvodů, proč jsou pomalé neutrony nebezpečné pro živé organismy.

Seznam izotopů

symol
nuklidu		Z(p)N(n) 
hmotnost izotopu (u)
 		poločas přeměnyzpůsob(y) přeměny[3]produkt(y) přeměny[4]jaderný
spin		reprezentativní
izotopové
složení
(molární zlomek)		rozmezí přirozeného
výskytu
(molární zlomek)
excitační energie
10N7310,041 65(43)2(1,4)×10−22 sp9C-2
11N7411,026 09(5)5,9(21)×10−22 sp10C+1/2
11mN740(60) keV6,90(80)×10−22 s-1/2
12N11,000(16) ms[3]β+ (96,5 %)12C+1
β+, α (3,5 %)8Be
13N[5]9,965(4) min[3]β+13C-1/2
14NStabilní+10,996 36(20)0.995 79–0,996 54
15N7815,000 108 898 2(7)Stabilní-1/20,003 64(20)0,003 46–0,004 21
16N7916,006 101 7(28)7,13(2) s[3]β− (99,999 %)16O-2
β−, α (0,001%)12C
17N71017,008 450(16)4.171 s[3]β−, n (95,1 %)16O-1/2
β− (4,9 %)17O
β−, α (0,002 5 %)13C
18N71118,014 079(20)619 ms[3]β− (76,9 %)18O-1
β−, α (12,2 %)14C
β−, n (10,9 %)17O
19N71219,017 029(18)336 ms[3]β− (58,2 %)19O-1/2
β−, n (41,8 %)[3]18O
20N71320,023 37(6)136 ms[3]β− (57,1 %)20O
β−, n (42,9 %)[3]19O
21N71421,027 11(10)84,8(67) ms[3]β−, n (86,0 %)20O-1/2
β− (14,0 %)[3]21O
22N71522,034 39(21)19,5(20) ms[3]β− (54,0 %)22O
β−, n (34,0 %)[3]21O
β−, 2n (12,0 %)[3]20O
23N71623,041 22(32)14,15(125) ms[3]β−23O-1/2
24N71724,510 4(43)<52 ns[3]n23N
25N71825,060 66(54)#<260 ns-1/2

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Isotopes of nitrogen na anglické Wikipedii.

  1. ↑ GODWIN, H. Half-life of radiocarbon. Nature. 1962, s. 984. DOI 10.1038/195984a0. Bibcode 1962Natur.195..984G. (anglicky) 
  2. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics. 64th. vyd. [s.l.]: [s.n.], 1983–1984. S. B-234. (anglicky) 
  3. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q Archivovaná kopie. www.nndc.bnl.gov [online]. [cit. 2017-06-20]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2011-08-22. 
  4. ↑ Stabilní izotopy tučně.
  5. ↑ Používá se v pozitronové emisní tomografii.

Externí odkazy