每日科技名词|同位素

同位素

isotope

定义:质子数相同而中子数不同的原子的总称。它们有相同的原子序数,在周期表上位于同一位置,但由于中子数不同而具有不同的质量数。

学科:化学_无机化学_元素及无机化学

相关名词:同位素示踪 放射性同位素

【延伸阅读】

几乎每一种元素都有多种同位素,其中大多具有放射性并有一定时长的半衰期,称为放射性同位素。若某元素的所有同位素都具有放射性,则该元素会被称为放射性元素,如铀、镭和氡等。

自然界中的氢以氕(1H)、氘(2H)、氚(3H)三种同位素的形式存在。

氕(piē):原子质量为1的普通轻氢同位素,元素符号为1H,是氢的主要成分。氕通常称为氢,是氢的主要稳定同位素,是宇宙中最多的元素,在地球上的含量仅次于氧,主要分布于水(H2O)及各种碳氢化合物中,在常温下,它是无色无味的气体。

氘(dāo):原子量为普通轻氢的2倍,它的原子核由1个质子和1个中子组成,是氢的一种稳定同位素,也被称为重氢,元素符号为D或2H,少量存在于天然水资源中,常用于核反应,并在化学和生物学的研究工作中作示踪原子。大自然中的含量约为一般氢的1/7000,用于热核反应。重氢在常温常压下为无色无味无毒的可燃性气体。

氚(chuān):原子量为普通氢的3倍,它的原子核由1个质子和2个中子组成,也叫“超重氢”,元素符号为T或3H,是氢的放射性同位素,半衰期为12.5年。在自然界中存在量极少,通常从核反应制得,主要用于热核反应。

自然界中的碳以12C、13C、14C等多种同位素的形式存在。

12C是原子核内含有6个中子和6个质子的碳的稳定同位素,在世界现存碳元素中丰度为98.89%,是最常见的碳同位素。12C原子被用来作为阿伏伽德罗常数的标准,即12克12C中所含原子的个数被定义为阿伏伽德罗常数,约为6.022×1023

13C是原子核内含有6个质子和7个中子的碳的稳定同位素,广泛用于有机化学反应机理、有机物结构、天然产品生物合成及结构方面的分析研究;农肥、农药的应用;植物生理、病理试验、药理作用及药物代谢的研究。

14C是原子核内含有6个质子和8个中子的碳的放射性同位素,广泛应用于成岩作用、成矿作用、古海洋、石油天然气成因等地球科学领域的研究。

同位素示踪技术是将同位素(示踪原子)或它的标记化合物用物理、化学或生物方法掺入到所研究的生物对象中去,再利用各种手段检测它们在生物体内的变化过程中所经历的踪迹、滞留的位置或含量变化。这种技术因为一般不需经过提取、分离、纯化样品等步骤,具有快速、灵敏、简便、准确、可定位等优点,已经成为研究生物物质代谢、遗传工程、蛋白质合成和生物工程等不可缺少的技术之一。

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