Zrozumienie różnicy między węglem-12 a węglem-14

Gary Ombler / Getty Images

Węgiel-12 i węgiel-14 to dwa izotopy żywiołu węgiel . Różnica między węglem-12 a węglem-14 to liczba neutronów w każdym z ich atomów.

Tak to działa. Podana liczba po nazwie atomu wskazuje liczba protonów plus neutrony w atomie lub jonie. Atomy obu izotopów węgla zawierają 6 protonów. Atomy węgla-12 mają 6 neutronów , podczas gdy atomy węgla-14 zawierają 8 neutronów. A neutralny atom miałby taką samą liczbę protonów i elektronów, więc neutralny atom węgla-12 lub węgla-14 miałby 6 elektronów.

Chociaż neutrony nie niosą ładunku elektrycznego, mają masę porównywalną do masy protonów, a więc różne izotopy mają różną masę atomową. Carbon-12 jest lżejszy niż węgiel-14.

Izotopy węgla i radioaktywność

Ze względu na różną liczbę neutronów węgiel-12 i węgiel-14 różnią się pod względem radioaktywności. Węgiel-12 jest stabilnym izotopem; Z drugiej strony węgiel-14 ulega rozpad radioaktywny :

¹⁴₆C →¹⁴₇N +⁰_-1e (okres półtrwania wynosi 5720 lat)

Inne wspólne izotopy węgla

Innym powszechnym izotopem węgla jest węgiel-13. Węgiel-13 ma 6 protonów, podobnie jak inne izotopy węgla, ale ma 7 neutronów. Nie jest radioaktywny.

Chociaż znanych jest 15 izotopów węgla, naturalna forma pierwiastka składa się z mieszaniny tylko trzech z nich: węgla-12, węgla-13 i węgla-14. Większość atomów to węgiel-12.

Pomiar różnicy w stosunku między węglem 12 a węglem 14 jest przydatny do datowania wieku materii organicznej, ponieważ żywy organizm wymienia węgiel i utrzymuje określony stosunek izotopów. W chorym organizmie nie zachodzi wymiana węgla, ale obecny węgiel-14 ulega rozpadowi radioaktywnemu, więc z czasem zmiana stosunku izotopów staje się coraz większa.