De koolstof-12 is de meest voorkomende isotoop van het element koolstof, met 98,93% overvloed. Bovendien is het de belangrijkste verantwoordelijke voor alle eigenschappen en toepassingen die aan het element koolstof worden toegeschreven.
De 12 C met een atomaire massa van precies 12 dalton, is een referentie voor het bepalen van de atomaire massa van de andere nucliden. Het 12 C- atoom bestaat uit zes protonen, neutronen en elektronen; de massa van de elektronen wordt echter als verwaarloosbaar beschouwd.
Nucleaire notatie voor de koolstof-12-isotoop. Bron: Gabriel Bolívar
Elementen hebben meestal atoommassa's uitgedrukt als hele getallen, gevolgd door decimalen, omdat elementen verschillende stabiele isotopen kunnen hebben.
Daarom worden de atoommassa's van de elementen uitgedrukt als het gewogen gemiddelde van de atoommassa's van hun verschillende isotopen. Rekening houdend met het feit dat 12 C een overvloed heeft van 98,93% en 13 C een overvloed van 1,15%, is de atoommassa van koolstof 12,011 dalton.
De atoommassa van een element wordt uitgedrukt als het gemiddelde van de atoommassa's van de verschillende atomen in relatie tot een twaalfde van de massa van 12 C, bekend als een verenigde atomaire massa-eenheid; voorheen afgekort als "uma", en momenteel als "u".
Nucleaire notatie
De bovenste afbeelding toont de notatie of het nucleaire symbool voor de koolstof-12-isotoop.
Het beschrijven ervan is hetzelfde als het vaststellen van de kenmerken van het koolstofatoom bij uitstek. Het atoomnummer 6 geeft het aantal protonen in de kern aan. Het getal 12 is gelijk aan de som van de protonen en neutronen, en is dus de atoommassa; die evenredig is met de nucleaire massa.
En hoewel deze notatie het niet laat zien, zijn er 6 elektronen die de positieve lading van de protonen in de kern tegenwerken. Vanuit het oogpunt van chemische bindingen zijn vier van deze zes elektronen degenen die de basis vormen van het leven zoals wij dat kennen.
Geschiedenis
Het onderzoek van Dalton (1810) gaf aan dat water een zuurstofpercentage van 87,7% en waterstof van 12,5% bevatte. Maar Dalton wees erop dat de formule voor het water OH was. Davy en Berzelius (1812) corrigeerden de formule voor water naar H 2 O.
Vervolgens vond Berzelius de volgende watersamenstelling: zuurstof 88,8% en waterstof 11,2%. Hij was van mening dat het atoomgewicht van waterstof 1 g is en dat van zuurstof 16 g.
Toen realiseerden ze zich dat als we het atoomgewicht van 1 g voor waterstof zouden gebruiken, het atoomgewicht van zuurstof 15,9 g zou zijn. Deze reden leidde er onder meer toe om de atoommassa van zuurstof van 16 g vast te stellen als referentiestandaard voor de atoommassa's van de verschillende chemische elementen.
Zuurstof werd gebruikt als referentiestandaard vanaf het einde van de 19e eeuw tot 1961, toen werd besloten om koolstof te gebruiken als referentiestandaard voor het bepalen van de atoommassa's van de verschillende elementen.
Vóór 1959 gebruikten IUPAP en IUPAC het element zuurstof om de mol als volgt te definiëren: 1 mol is het aantal zuurstofatomen dat aanwezig is in 16 g.
Algemene opmerkingen
Spreken over 12 C is verwijzen naar koolstof als geheel; of ten minste 98% van de essentie, wat voldoende is voor een dergelijke benadering. Dit is de reden waarom deze isotoop zelf geen nut heeft, terwijl het element als zodanig, en de vaste stoffen die het integreert, honderden toepassingen bestrijken.
Er moet echter worden opgemerkt dat levende organismen een bijzondere voorkeur hebben voor deze isotoop dan voor 13 C; dat wil zeggen, het percentage van 13 C of de 12 C / 13 C- verhouding varieert afhankelijk van de ecosystemen, regio's of diersoorten.
Dit kan mogelijk het gevolg zijn van het feit dat moleculen met te veel 13 C- atomen , die zwaarder zijn, metabolische processen en het functioneren van de lichaamscellen belemmeren of belemmeren; zelfs als het percentage van 13 C in levende wezens iets hoger was dan 1%.
Daarom is 12 C de isotoop van koolstof die verantwoordelijk is voor het leven. En 14 C de "tijdmeter" van zijn overblijfselen, dankzij zijn radioactief verval.
Een ander indirect nut van 12 C is het creëren van "contrast" voor de 13 C nucleaire magnetische resonantiespectroscopietechniek , waarmee de koolstofstructuur van organische verbindingen kan worden opgehelderd (ontdekt en geconstrueerd).
Referenties
- Phillips, Basil. (08 juli 2019). Wat is de meest voorkomende isotoop van koolstof? sciencing.com. Hersteld van: sciencing.com
- César Tomé López. (2019). Van de atoomgewichten. Hersteld van: culturacientifica.com
- ElSevier. (2019). Koolstof-12. ScienceDirect. Hersteld van: sciencedirect.com
- R. Schip. (sf). Nucleaire notatie. Hersteld van: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie. (8e ed.). CENGAGE Leren.