Isòtops de l'oxigen

A la vida d'una estrella massiva, l'¹⁶O es concentra a la capa O, l'¹⁷O a la H i ¹⁸O a la d'he

Hi ha tres isòtops d'oxigen estables que fan que l'oxigen (O) tingui una massa atòmica de 15.9994(3) u. A més l'oxigen presenta 14 isòtops inestables.

Isòtops estables

L'oxigen natural es compon de tres isòtops estables, ¹⁶O, ¹⁷O, i ¹⁸O, l' ¹⁶O és el més abundant amb un 99.762% d'abundància natural. Els isòtops d'oxigen varien en el seu nombre màssic del 12 a 28.

L'abundància absoluta i relativa de l' ¹⁶O és alta perquè és el producte principal de l'evolució estel·lar i perquè és un isòtop primari, és a dir, que es pot produir en estrelles que inicialment eren exclusivament d'hidrogen. La major part de l' ¹⁶O es sintetitza al final del procés de fusió d'heli a les estrelles, la reacció triple alfa crea ¹²C, que captura un ⁴He addicional per fer ¹⁶O. El procés de combustió del neó crea ¹⁶O addicional.

l' ¹⁷O i ¹⁸O són isòtops secundaris, és a dir, la seva nucleosíntesi necessita un nucli llavor. L'¹⁷O es produeix principalement en la combustió d'hidrogen a heli durant el cicle CNO, convertint-lo en un isòtop comú en les zones de combustió d'hidrogen de les estrelles. La major part de l'¹⁸O es produeix quan el ¹⁴N (abundant en la combustió de CNO) captura un nucli ⁴He, fent que l'¹⁸O sigui comú en les zones riques en heli de les estrelles. Calen mil milions de graus Celsius aproximadament perquè dos nuclis d'oxigen comencin la fusió nuclear per a formar un nucli més pesant de sofre.

Radioisòtops

S'han creat catorze radioisòtops, sent els més estables ¹⁵O amb un període de semidesintegració de 122.24 s i ¹⁴O amb un període de semidesintegració de 70.606 s. Tots els isòtops radioactius restants tenen períodes de semidesintegració menors de 27 s i la major part d'ells tenen períodes de semidesintegració menors de 83 mil·lisegons. La forma més comuna de degradació abans dels isòtops estables és la captura d'electrons i la manera més comuna de produir-se és per desintegració beta. Els productes de desintegració anteriors als isòtops estables són isòtops de (nitrogen) 7 i els productes posteriors són 'isòtops 9 (fluor).

A l'oxigen se li havia assignat una massa de 16 abans de la definició de la massa de la unitat de massa atòmica basada en el ¹²C. És per això que els físics es refereixen només a l' ¹⁶O, mentre els químics es refereixen a la mescla natural d'isòtops, això condueix a una petita diferència en les escales de massa atòmica.

La composició isotòpica dels àtoms d'oxigen a l'atmosfera terrestre és T 99.759% ¹⁶O, 0.037% ¹⁷O i 0.204% ¹⁸O. Ja que les molècules d'aigua que contenen els isòtops més lleugers són més propenses a evaporar-se i caure com a precipitació, L'aigua terrestre i el gel polar de la terra contenen poc menys de (0.1981%) de l'isòtop pesant ¹⁸O mentre l'aire conté (0.204%) o l'aigua marina un (0.1995%). Per aquesta raó, el seguiment d'aquests valors s'usa per a l'estimació canvis climàtics passats.

Taula

símbol del núclid	Z(p)	N(n)	massa isotòpica (u)	període de semidesintegració	Espín nuclear	composició isotòpica representativa (fracció molar)	rang de variació natural (fracció molar)
	energia d'excitació
12O	8	4	12.034405(20)	580(30)E-24 s [0.40(25) MeV]	0+
13O	8	5	13.024812(10)	8.58(5) ms	(3/2-)
¹⁴O	8	6	14.00859625(12)	70.598(18) s	0+
15O	8	7	15.0030656(5)	122.24(16) s	1/2-
¹⁶O	8	8	15.99491461956(16)	ESTABLE	0+	0.99757(16)	0.99738-0.99776
17O	8	9	16.99913170(12)	ESTABLE	5/2+	0.00038(1)	0.00037-0.00040
18O	8	10	17.9991610(7)	ESTABLE	0+	0.00205(14)	0.00188-0.00222
19O	8	11	19.003580(3)	26.464(9) s	5/2+
20O	8	12	20.0040767(12)	13.51(5) s	0+
21O	8	13	21.008656(13)	3.42(10) s	(1/2,3/2,5/2)+
22O	8	14	22.00997(6)	2.25(15) s	0+
23O	8	15	23.01569(13)	82(37) ms	1/2+#
24O	8	16	24.02047(25)	65(5) ms	0+
25O	8	17	25.02946(28)#	<50 ns	(3/2+)#
26O	8	18	26.03834(28)#	<40 ns	0+
27O	8	19	27.04826(54)#	<260 ns	3/2+#
28O	8	20	28.05781(64)#	<100 ns	0+

• La precisió de les abundàncies dels isòtops i de la massa atòmica està limitada a través de variacions. Els rangs donats haurien de ser aplicables a qualsevol material terrestre.
• Els valors marcats amb # no procedeixen totalment de dades experimentals, però almenys una part són sistemàtiques.. Els espins amb assignacions febles estan entre parèntesis.
• Les incerteses es donen entre parèntesis després dels últims dígits corresponents. Els valors de les incerteses denota una desviació de l'estàndard, excepte en la composició isotòpica i la massa atòmica de la IUPAC que usen incerteses expandides.

Referències

Per la taula

• Masses dels isòtops de Ame2003 Atomic Mass Evaluation Arxivat 2008-09-23 a Wayback Machine. by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
• Composicions isotòpiques i masses atòmiques estàndards de Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report). Pure Appl. Chem. Vol. 75, No. 6, pp. 683-800, (2003) and Atomic Weights Revised (2005) Arxivat 2008-03-05 a Wayback Machine..
• Períodes de semidesintegració, espín, i dades d'isòmers seleccionades de les següents fonts:
  • Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties, Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
  • National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database (retrieved Sept. 2005).
  • David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.

Index de pàgines d'isòtops · Taula de núclids
Isòtop més lleuger	Isòtop actual	Isòtop més pesant
Isòtops de nitrogen	Isòtops d'oxigen	Isòtops de fluor