Węgla-12 jest najbardziej rozpowszechnionym izotopem pierwiastka węgla, z 98,93% nadmiarze. Ponadto jest główną odpowiedzialną za wszystkie właściwości i zastosowania przypisywane pierwiastkowi węglowemu.
12 C o masie atomowej od 12 daltonów dokładnie, to odniesienie do określania masy atomowej innych radionuklidów. Atom 12 C składa się z sześciu protonów, neutronów i elektronów; jednakże masa elektronów jest uważana za pomijalną.
Notacja jądrowa izotopu węgla-12. Źródło: Gabriel Bolívar
Pierwiastki zwykle mają masy atomowe wyrażone jako liczby całkowite, po których następuje ułamek dziesiętny, ponieważ pierwiastki mogą mieć kilka stabilnych izotopów.
Dlatego masy atomowe pierwiastków są wyrażone jako średnia ważona mas atomowych ich różnych izotopów. Biorąc pod uwagę, że 12 C występuje w obfitości 98,93%, a 13 C w ilości 1,15%, masa atomowa węgla wynosi 12,011 daltonów.
Masę atomową pierwiastka wyraża się jako średnią mas atomowych jego różnych atomów w stosunku do jednej dwunastej masy 12 C, znanej jako zunifikowana atomowa jednostka masy; wcześniej w skrócie „uma”, a obecnie jako „u”.
Notacja jądrowa
Górny obraz przedstawia notację lub symbol jądrowy izotopu węgla-12.
Opisanie tego jest tym samym, co ustalenie właściwości par excellence atomu węgla. Liczba atomowa 6 wskazuje liczbę protonów w jądrze. Liczba 12 jest równa sumie protonów i neutronów, a zatem jest masą atomową; która jest proporcjonalna do masy jądra.
I chociaż ten zapis tego nie pokazuje, istnieje 6 elektronów, które przeciwdziałają dodatnim ładunkom protonów w jądrze. Z punktu widzenia wiązań chemicznych, cztery z tych sześciu elektronów to te, które tworzą podstawy życia, jakie znamy.
Historia
Badania Daltona (1810) wykazały, że woda zawierała 87,7% tlenu i 12,5% wodoru. Ale Dalton zwrócił uwagę, że wzór na wodę to OH. Davy i Berzelius (1812) poprawili wzór na wodę na H 2 O.
Następnie Berzelius znalazł następujący skład wody: tlen 88,8% i wodór 11,2%. Uważał, że masa atomowa wodoru wynosi 1 g, a tlenu 16 g.
Wtedy zdali sobie sprawę, że używając masy atomowej 1 g dla wodoru, masa atomowa tlenu wyniesie 15,9 g. Między innymi z tego powodu ustalono masę atomową tlenu 16 g jako wzorzec odniesienia dla mas atomowych różnych pierwiastków chemicznych.
Tlen był używany jako wzorzec odniesienia od końca XIX wieku do 1961 roku, kiedy to zdecydowano się użyć węgla jako wzorca odniesienia do ustalenia mas atomowych różnych pierwiastków.
Przed 1959 rokiem IUPAP i IUPAC używali tlenu pierwiastkowego do zdefiniowania mola w następujący sposób: 1 mol to liczba atomów tlenu obecnych w 16 g.
Uwagi ogólne
Mówienie o 12 C to odnoszenie się do węgla jako całości; lub co najmniej 98% jego istoty, co wystarcza na takie przybliżenie. Dlatego sam ten izotop nie ma zastosowania, podczas gdy pierwiastek jako taki i ciała stałe, które integruje, obejmują setki zastosowań.
Należy jednak zauważyć, że organizmy żywe mają szczególne preferencje dla tego izotopu niż dla 13 C; to znaczy odsetek 13 C lub 12 C / 13 C zmienia się w zależności od ekosystemów, regionów lub gatunków zwierząt.
Może to wynikać z faktu, że cząsteczki ze zbyt dużą liczbą atomów 13 C, cięższe, utrudniają lub upośledzają procesy metaboliczne i funkcjonowanie komórek organizmu; nawet jeśli odsetek 13 C u istot żywych był nieco wyższy niż 1%.
Dlatego 12 C jest izotopem węgla odpowiedzialnym za życie. I 14 C to „licznik czasu” jego pozostałości, dzięki jego radioaktywnemu rozpadowi.
Innym pośrednim zastosowaniem 12 C jest stworzenie „kontrastu” dla techniki spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego 13 C, za pomocą której można wyjaśnić (odkryć i skonstruować) strukturę węgla związków organicznych.
Bibliografia
- Phillips, Basil. (08 lipca 2019). Jaki jest najczęstszy izotop węgla? sciencing.com. Odzyskany z: sciencing.com
- César Tomé López. (2019). Mas atomowych. Odzyskany z: culturacientifica.com
- ElSevier. (2019). Węgiel-12. ScienceDirect. Odzyskany z: sciencedirect.com
- R. Ship. (sf). Notacja jądrowa. Odzyskane z: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia. (8th ed.). CENGAGE Learning.