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氮的同位素

同位素 来自维基百科,自由的百科全书

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原子量:14.0067(2))共有17个已知同位素质量数介于10-25之间,其中有2个是稳定的,其他都具有放射性。天然存在的氮同位素有2个,分别是14N和15N,皆为稳定同位素,其中以14N占天然氮的绝大部分,丰度为99.6%。其他放射性同位素都不出现在自然界中,只有在实验室制造出来过。

事实速览 同位素, 衰变 ...
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图表

更多信息 符号, Z ...
  1. 画上#号的数据代表没有经过实验的证明,仅为理论推测。
  2. 用括号括起来的数据代表不确定性。
  3. 稳定的衰变产物以粗体表示。
  4. Immediately decays into two alpha particles for a net reaction of 12N -> 34He + e+
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氮-13

氮-13是氮的人造放射性同位素之一,半衰期很短,具有高度放射性。氮-13和氧-15可以由伽马射线 (例如从闪电产生) 将氮-14和氧-16的一个中子轰出去而形成:

14N + γ → 13N + n
16O + γ → 15O + n

氮-13会衰变成碳-13,并发射一个正电子,半衰期10分钟。这个正电子很快就和一个电子湮灭,放出两个511 keV的光子。在一个闪电过后,这些伽马射线照理来说可以持续10分钟, 不过这些低能量伽马射线只能传播90米,所以只能探测到1分钟。13N和15O 组成的"云"会被风吹而漂浮。[3]

氮-14

氮-14是氮的稳定同位素之一,占了天然氮的99.636%,是最普遍的氮同位素。

氮-14是非常少见的质子和中子数都是奇数的稳定核素英语Even and odd atomic nuclei#Odd proton, odd neutron(都是七个),而且是唯一一个成为该元素最丰富同位素的奇-奇核素。每个质子和中子都贡献了自旋±1/2,形成了自旋为1的氮-14核。

和所有原子序数超过3()的元素一样,氮-14和氮-15在宇宙中的来源是恒星核合成,是碳氮氧循环中的一个必经核素。

氮-14是天然存在的放射性同位素碳-14的来源。在高层大气中,一些宇宙射线造成涉及氮-14的核反应,形成碳-14,会衰变成氮-14,半衰期5730±40年。[4]

氮-15

氮-15是氮的稳定同位素之一,在自然界中较为稀有,仅占天然氮的0.364%。两种形成氮-15的来源分别是氧-15正电子发射[5]碳-15贝塔衰变。氮-15是所有同位素中中子俘获截面最低的核素之一。[6]

氮-15频繁在NMR里被使用(氮-15核磁共振波谱法英语Nitrogen-15 NMR spectroscopy)。不像更常见的氮-14,具有整数自旋,因此具有四极矩15N的自旋不是整数(3/2)。这为NMR提供了优势,例如更窄的线宽。

氮-15追踪英语Nitrogen-15 tracing是研究氮循环的一个方法。


同位素列表
碳的同位素 氮的同位素 氧的同位素

参考文献

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