Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Көміртектің изотопы
Орегон штатындағы ғимарат
Isotope of Carbon
the building in Oregon
Көміртек-12 (12C) – көміртектің екі тұрақты изотопының ішіндегі ең көп таралғаны (көміртек-13 – екіншісі), және Жердегі көміртек элементінің 98,93% құрайды; оның көп болуы жұлдыздарда үш альфа процесі арқылы пайда болады. Көміртек-12 барлық нуклидтердің атомдық массаларын өлшеу үшін қолданылатын стандарт ретінде ерекше маңызға ие, сондықтан оның атомдық массасы анықтама бойынша дәл 12 дальтонға тең. Көміртек-12 6 протоннан, 6 нейтроннан және 6 электроннан тұрады.
Carbon 12 (12C) is the most abundant of the two stable isotopes of carbon (carbon 13 being the other), amounting to 98.93% of element carbon on Earth; its abundance is due to the triple alpha process by which it is created in stars. Carbon 12 is of particular importance in its use as the standard from which atomic masses of all nuclides are measured, thus, its atomic mass is exactly 12 daltons by definition. Carbon 12 is composed of 6 protons, 6 neutrons, and 6 electrons.
Тарих
1959 жылға дейін IUPAP және IUPAC мольді анықтау үшін оттетегін пайдаланған; химиктер мольді 16 г массасы бар оттегі атомдарының саны ретінде, ал физиктер осыған ұқсас анықтаманы, бірақ тек оттегі-16 изотопын қолданған. Екі ұйым 1959-60 жылдары мольді келесідей анықтауға келісті: Моль – 12 грамм көміртегі-12 атомдарының санына тең элементар құрылымдардан тұратын жүйенің зат мөлшері; оның символы – "моль". Бұл анықтама 1967 жылы CIPM (Халықаралық салмақтар мен өлшемдер комитеті) тарапынан, ал 1971 жылы 14-ші CGPM (Салмақтар мен өлшемдер жөніндегі Бас конференция) тарапынан қабылданды. 1961 жылы барлық басқа элементтердің атомдық салмағын өлшеу үшін стандарт ретінде оттетегінің орнына көміртегі-12 изотопы таңдалды. 1980 жылы CIPM жоғарыдағы анықтаманы нақтылап, көміртегі-12 атомдарының байланыссыз және негізгі күйде екенін көрсетті. 2018 жылы IUPAC мольді дәл 6.02214076 «элементар құрылым» ретінде анықтады. 12 грамм көміртегі-12-дегі мольдер саны экспериментальды жолмен анықтау мәселесіне айналды.
Before 1959, both the IUPAP and IUPAC used oxygen to define the mole; the chemists defining the mole as the number of atoms of oxygen which had mass 16 g, the physicists using a similar definition but with the oxygen 16 isotope only. The two organizations agreed in 1959–60 to define the mole as follows. Mole is the amount of substance of a system which contains as many elementary entities as there are atoms in 12 gram of carbon 12; its symbol is "mol". This was adopted by the CIPM (International Committee for Weights and Measures) in 1967, and in 1971, it was adopted by the 14th CGPM (General Conference on Weights and Measures). In 1961, the isotope carbon 12 was selected to replace oxygen as the standard relative to which the atomic weights of all the other elements are measured. In 1980, the CIPM clarified the above definition, defining that the carbon 12 atoms are unbound and in their ground state. In 2018, IUPAC specified the mole as exactly 6.02214076 "elementary entities". The number of moles in 12 grams of carbon 12 became a matter of experimental determination.
Хойл штаты
Хойл күйі – көміртек-12-нің қозған, спинсіз, резонанстық күйі. Ол үш альфа процесі арқылы пайда болады және оның бар екендігін 1954 жылы Фред Хойл болжаған. 7,7 МэВ резонанстық Хойл күйінің болуы гелийді жаққан жұлдыздардағы көміртек нуклеосинтезі үшін өте маңызды және жұлдыздық ортадағы көміртек өндірісінің байқаулармен сәйкес келетін мөлшерін анықтайды. Хойл күйінің бар екендігі тәжірибе жүзінде расталды, бірақ оның нақты қасиеттері әлі де зерттелуде. Хойл күйі гелий-4 ядросы бериллий-8 ядросымен жоғары температурада (108 К) және тығыз шоғырланған (105 г/см3) гелий ортасында біріккен кезде пайда болады. Бұл процесс 8Be-нің қысқа жартылай ыдырау мерзімі салдарынан 10−16 секунд ішінде жүруі керек. Хойл күйі – 2,4 жартылай өмір сүру мерзіміне ие қысқа өмірлі резонанс; ол негізінен үш құраушы альфа бөлшегіне ыдырайды, бірақ ыдыраудың 0,0413% (немесе 2421,3-тің 1-і) 12C-нің негізгі күйіне ішкі түрлендіру арқылы жүзеге асады. 2011 жылы көміртек-12-нің төменгі күйлерінің ab initio есептеуі (негізгі және қозған спин 2 күйлерінен басқа) Хойл күйінің барлық қасиеттеріне ие резонансты тапты.
The Hoyle state is an excited, spinless, resonant state of carbon 12. It is produced via the triple alpha process and was predicted to exist by Fred Hoyle in 1954. The existence of the 7.7 MeV resonance Hoyle state is essential for the nucleosynthesis of carbon in helium burning stars and predicts an amount of carbon production in a stellar environment which matches observations. The existence of the Hoyle state has been confirmed experimentally, but its precise properties are still being investigated. The Hoyle state is populated when a helium 4 nucleus fuses with a beryllium 8 nucleus in a high temperature (108 K) environment with densely concentrated (105 g/cm3) helium. This process must occur within 10−16 seconds as a consequence of the short half life of 8Be. The Hoyle state also is a short lived resonance with a half life of 2.4; it primarily decays back into its three constituent alpha particles, though 0.0413% of decays (or 1 in 2421.3) occur by internal conversion into the ground state of 12C. In 2011, an ab initio calculation of the low lying states of carbon 12 found (in addition to the ground and excited spin 2 state) a resonance with all of the properties of the Hoyle state.
Изотоптық тазарту
Көміртегінің изотоптары амин карбаматымен каскадты химиялық алмасу реакциялары арқылы көмірқышқыл газы күйінде бөлінеді.
The isotopes of carbon can be separated in the form of carbon dioxide gas by cascaded chemical exchange reactions with amine carbamate.