Tabla de Contenidos
A 12-es és a 14-es szén a szén elem két izotópja., és a kettő közötti különbség az egyes atomjaik magjában lévő neutronok száma. Lássuk röviden, mi a különbség: egy elem minden izotópját a név után elhelyezett számmal azonosítjuk, amely az atomban lévő protonok és neutronok összegét jelenti. Minden elemet a magjában lévő protonok száma határoz meg; Például a szén elemnek 6 protonja van. A 12-es szénatomok magjában 6 proton mellett 6 neutron található, míg a 14-es szénatomok 8 neutront tartalmaznak. Egy semleges töltésű, nem ionizált atomban ugyanannyi proton és elektron van, tehát egy nem ionizált szén-12 vagy szén-14 atomnak 6 elektronja van, mivel a neutronoknak nincs elektromos töltése. A neutronok tömege hasonló a protonokhoz.atomtömeg. Esetünkben a 12-es szén könnyebb, mint a 14-es.
A szénnek a 12-es szénen kívül van egy másik stabil izotópja is; 13-as szénatom, magjában 7 neutron található. A természetben a szénatomok 98,9%-a a 12-es szénatom, míg a maradék 1,1%-a a 13-as szénatom.
A szénizotópok és radioaktivitásuk
A 12-es és 13-as szénatomtól eltérően a 14-es szén radioaktív. Nem stabil, vagyis van egy bizonyos valószínűsége annak, hogy minden szén-14 atom nitrogén-14 atommá alakul egy radioaktív bomlásnak nevezett folyamat során . Ebben a folyamatban az atommag protont kap, mivel a nitrogén elemre jellemző, hogy a magjában 7 proton van. Annak érdekében, hogy a folyamat során a töltés megmaradjon, egy nagy kinetikus energiájú, azaz nagy sebességű elektront bocsátanak ki, amelyet béta-sugárzásnak nevezünk . Az alábbiakban látható az egyenlet, amely a 14 szén radioaktív bomlását reprezentálja.
14 C + p + → 14 N + e –
A radioaktív bomlás bekövetkezésének valószínűsége tükröződik a radioaktív izotóp felezési idejében, amelyet felezési időnek is neveznek , vagyis az az idő, amely alatt a radioaktív izotóp atomjainak száma felére csökken. A 14 szén felezési ideje 5730 év.
A szén két stabil izotópján, a 12-es és a 13-as szénatomon, valamint a 14-es szénatomon kívül további 12 radioaktív izotóp létezik a szénnek: a 8-astól a 11-es szénatomig és a 15-östől a 22-es szénatomig terjedő izotóp. Ezeknek az izotópoknak a felezési ideje: nagyon rövid; például a 11-es szén felezési ideje 20 perc, a 22-es szén felezési ideje pedig néhány ezredmásodperc.
Carbon 14, mint természetes óra
A 14-es szén a légkörben keletkezik, és belép az életciklusba, szénatomként beépül minden szervezetbe, mivel ugyanolyan kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, mint a 12-es és 13-as stabil izotópok. Amikor egy szervezet elpusztul, eltávozik, hogy beépítse a szenet. , és ezért abbahagyja a 14-es szén beépülését is. Ennek a szervezetnek a maradványaiból a 14-es szén ekkor radioaktív bomlása következtében eltűnni kezd, csökkentve arányát a teljes szénmennyiséghez viszonyítva, a felezési ideje által meghatározott sebességgel. 5730 év. Így természetes órává válik, hiszen a szén 14 arányának mérésével meg lehet tudni, hogy mennyi idő telt el a szervezet elpusztulása óta.
Források
Carbon 14 dátumozás, Encyclopedia of Archaeology, Academic Press 2008.
Richard B. Firestone, Izotóptáblázat , nyolcadik kiadás. Szerkesztő, Virginia S. Shirley. Wiley Interscience, 1986.
