Apa perbedaan antara karbon 12 dan karbon 14?

Karbon 12 dan karbon 14 adalah dua isotop dari unsur karbon., dan perbedaan antara keduanya adalah jumlah neutron dalam inti masing-masing atomnya. Mari kita lihat secara singkat apa perbedaannya: setiap isotop suatu unsur diidentifikasi dengan angka yang ditempatkan setelah namanya, dan itu mewakili jumlah proton dan neutron dalam atom. Setiap elemen ditentukan oleh jumlah proton dalam nukleusnya; Misalnya, unsur karbon memiliki 6 proton. Atom karbon 12 memiliki 6 neutron dalam nukleusnya, selain 6 protonnya, sedangkan atom karbon 14 memiliki 8 neutron. Atom yang bermuatan netral dan tidak terionisasi memiliki jumlah proton dan elektron yang sama, sehingga atom karbon-12 atau karbon-14 yang tidak terionisasi memiliki 6 elektron, karena neutron tidak memiliki muatan listrik. Neutron memiliki massa yang mirip dengan proton.berat atom. Dalam kasus kami, karbon 12 lebih ringan dari karbon 14.

Karbon memiliki isotop stabil lain selain karbon 12; Ini adalah karbon 13, dengan 7 neutron di intinya. Di alam, 98,9% atom karbon adalah isotop karbon 12, sedangkan 1,1% sisanya adalah karbon 13.

Isotop karbon dan radioaktivitasnya

Tidak seperti karbon 12 dan karbon 13, karbon 14 bersifat radioaktif. Itu tidak stabil, yaitu ada kemungkinan tertentu bahwa setiap atom karbon-14 akan berubah menjadi atom nitrogen-14 dalam proses yang disebut peluruhan radioaktif . Dalam proses ini, inti atom memperoleh satu proton, karena unsur nitrogen dicirikan dengan memiliki 7 proton dalam intinya. Agar muatan dilestarikan dalam proses, sebuah elektron dengan energi kinetik tinggi, yaitu kecepatan tinggi, dipancarkan, yang dikenal sebagai radiasi beta . Di bawah ini adalah persamaan yang mewakili peluruhan radioaktif karbon 14.

¹⁴ C + p ⁺ →  ¹⁴ N + e ^–

Probabilitas terjadinya peluruhan radioaktif tercermin dalam waktu paruh isotop radioaktif, juga disebut waktu paruh , yaitu waktu di mana sejumlah atom isotop radioaktif berkurang setengahnya. Waktu paruh karbon 14 adalah 5.730 tahun.

Selain dua isotop stabil karbon, karbon 12 dan karbon 13, dan karbon 14, ada 12 isotop karbon radioaktif lainnya: karbon 8 hingga karbon 11, dan karbon 15 hingga karbon 22. Waktu paruh isotop ini adalah sangat singkat; misalnya, waktu paruh karbon 11 adalah 20 menit dan waktu paruh karbon 22 adalah seperseribu detik.

Karbon 14 sebagai jam alam

Karbon 14 dihasilkan di atmosfer dan memasuki siklus hidup, dimasukkan ke dalam semua organisme sebagai atom karbon, karena memiliki sifat kimia yang sama dengan isotop stabil karbon 12 dan karbon 13. Ketika suatu organisme mati, ia pergi untuk menggabungkan karbon , dan karena itu juga berhenti menggabungkan karbon 14. Karbon 14 dari sisa-sisa organisme itu kemudian mulai menghilang karena peluruhan radioaktifnya, mengurangi proporsinya sehubungan dengan jumlah total karbon, dengan kecepatan yang ditentukan oleh waktu paruhnya. 5.730 tahun. Dan dengan demikian menjadi jam alam, karena dengan mengukur proporsi karbon 14 adalah mungkin untuk mengetahui waktu yang telah berlalu sejak organisme mati.

Sumber

Penanggalan karbon 14, Ensiklopedia Arkeologi, Academic Press 2008.

Richard B. Firestone, Tabel Isotop , Edisi Kedelapan. Editor, Virginia S. Shirley. Wiley Interscience, 1986.