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 přeměny způsob(y) přeměny[3] produkt(y) přeměny[4] jaderný
spin 		reprezentativní
izotopové
složení
(molární zlomek) 		rozmezí přirozeného
výskytu
(molární zlomek)
excitační energie
10N 7 3 10,041 65(43) 2(1,4)×10−22 s p 9C -2
11N 7 4 11,026 09(5) 5,9(21)×10−22 s p 10C +1/2
11mN 740(60) keV 6,90(80)×10−22 s -1/2
12N 11,000(16) ms[3] β+ (96,5 %) 12C +1
β+, α (3,5 %) 8Be
13N[5] 9,965(4) min[3] β+ 13C -1/2
14N Stabilní +1 0,996 36(20) 0.995 79–0,996 54
15N 7 8 15,000 108 898 2(7) Stabilní -1/2 0,003 64(20) 0,003 46–0,004 21
16N 7 9 16,006 101 7(28) 7,13(2) s[3] β− (99,999 %) 16O -2
β−, α (0,001%) 12C
17N 7 10 17,008 450(16) 4.171 s[3] β−, n (95,1 %) 16O -1/2
β− (4,9 %) 17O
β−, α (0,002 5 %) 13C
18N 7 11 18,014 079(20) 619 ms[3] β− (76,9 %) 18O -1
β−, α (12,2 %) 14C
β−, n (10,9 %) 17O
19N 7 12 19,017 029(18) 336 ms[3] β− (58,2 %) 19O -1/2
β−, n (41,8 %)[3] 18O
20N 7 13 20,023 37(6) 136 ms[3] β− (57,1 %) 20O
β−, n (42,9 %)[3] 19O
21N 7 14 21,027 11(10) 84,8(67) ms[3] β−, n (86,0 %) 20O -1/2
β− (14,0 %)[3] 21O
22N 7 15 22,034 39(21) 19,5(20) ms[3] β− (54,0 %) 22O
β−, n (34,0 %)[3] 21O
β−, 2n (12,0 %)[3] 20O
23N 7 16 23,041 22(32) 14,15(125) ms[3] β− 23O -1/2
24N 7 17 24,510 4(43) <52 ns[3] n 23N
25N 7 18 25,060 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. 
  2. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics. 64th. vyd. [s.l.]: [s.n.], 1983–1984. S. B-234. 
  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