Il carbonio (C) ha 15 isotopi conosciuti, dall'8C al 22C, due dei quali (12C e 13C) sono stabili. Solo tre isotopi (12C, 13C e 14C) possono essere trovati in natura, tutti gli altri sono prodotti artificialmente.
Descrizione
Carbonio-8
Il carbonio-8 o 8C è un isotopo radioattivo instabile del carbonio avente 6 protoni e 2 neutroni. Decade a Berillio-6 ed ha una brevissima emivita che non ne permette nessun utilizzo pratico.
Carbonio-9
Il carbonio-9 o 9C è un isotopo radioattivo instabile del carbonio avente 6 protoni e 3 neutroni. Decade ad Elio-4 in vari modi e non ha utilizzi pratici data la sua breve emivita.
Carbonio-10
Il carbonio-10 o 10C è un isotopo radioattivo del carbonio avente 6 protoni e 4 neutroni. Esso decade a Boro-10 e non ha utilizzi pratici data la sua breve emivita.
Carbonio-11
Il carbonio-11 o 11C è un isotopo radioattivo del carbonio avente 6 protoni e 5 neutroni. Decade a boro-11 con emissione di un positrone. Il carbonio-11 ha una emivita di circa 20 minuti ed è usato comunemente come radioisotopo per marcare le molecole per l'uso con la tomografia ad emissione di positroni.
Carbonio-12
Il carbonio-12 o 12C è un isotopo stabile del carbonio. È quello più abbondante in natura (98,89%) e non è radioattivo. Ha 6 protoni e 6 neutroni. Questo isotopo ha una particolare importanza, in quanto l'unità di massa usata come riferimento per calcolare il peso atomico (o massa atomica relativa) di un elemento è proprio la 1/12 parte della massa del 12C.
Carbonio-13
Il carbonio-13 o 13C è un isotopo stabile del carbonio. È quello meno abbondante in natura tra gli isotopi stabili del carbonio (1,11%) ed ha 6 protoni e 7 neutroni.
Carbonio-14
Il carbonio-14 o 14C è un isotopo radioattivo naturale del carbonio avente 6 protoni e 8 neutroni. Ha una emivita molto lunga (5700 anni) e decade per emissione di elettroni ad azoto. Il carbonio-14 è prodotto naturalmente negli strati alti della troposfera e nella stratosfera ed è presente nei composti organici secondo un preciso rapporto (abbondanza isotopica). Viene utilizzato nella radiodatazione di documenti antichi o ossa di animali e ominidi o piante.
Carbonio-15
Il carbonio-15 o 15C è un isotopo radioattivo (radionuclide, attività specifica: 1,136×1010 TBq/g) del carbonio avente 6 protoni e 9 neutroni. La tendenza è che un neutrone divenga un protone, con emissione di un positrone:
Il carbonio-15 ha una emivita molto breve (2.450 s) e non ha utilizzi pratici.
Carbonio-16
Il carbonio-16 o 16C è un isotopo radioattivo (radionuclide, attività specifica: 3,48×1010 TBq/g) del carbonio avente 6 protoni e 10 neutroni. La tendenza dell'isotopo è di cedere o trasformare neutroni, che sono in eccesso rispetto ai protoni, infatti il decadimento principale (97.9%) è con emissione di un neutrone e trasformazione di un altro in protone (con emissione di un positrone):
Nel 2% dei casi, il neutrone singolo non viene emesso, così il carbonio-16 decade ad azoto-16 con semplice emissione di un positrone. Tuttavia l'azoto-16 è radioattivo ed instabile e decade a sua volta ad ossigeno-16 (<100%) o a carbonio-12 (1%×10−5):
Carbonio-17
Il carbonio-17 o 17C è un isotopo radioattivo del carbonio avente 6 protoni e 11 neutroni. Decade ad azoto con emissione di un elettrone e talvolta anche di un neutrone. Il carbonio-17 ha una breve emivita che non ne permette alcun utilizzo pratico.
Carbonio-18
Il carbonio-18 o 18C è un isotopo radioattivo del carbonio avente 6 protoni e 12 neutroni. Decade ad azoto con emissione di un elettrone e talvolta anche di un neutrone. Il carbonio-18 ha una breve emivita che non ne permette alcun utilizzo pratico.
Carbonio-19
Il carbonio-19 o 19C è un isotopo radioattivo del carbonio avente 6 protoni e 13 neutroni. Decade ad azoto con emissione di un elettrone e di neutroni. Il carbonio-19 ha una breve emivita che non ne permette alcun utilizzo pratico.
Carbonio-20
Il carbonio-20 o 20C è un isotopo radioattivo del carbonio avente 6 protoni e 14 neutroni. Decade ad azoto con emissione di un elettrone e di un neutrone. Il carbonio-20 ha una breve emivita che non ne permette alcun utilizzo pratico.
Carbonio-21
Il carbonio-21 o 21C è un isotopo radioattivo del carbonio avente 6 protoni e 15 neutroni. Decade a 20C con emissione di un neutrone. Il carbonio-21 ha una brevissima emivita che non ne permette alcun utilizzo pratico.
Carbonio-22
Il carbonio-22 o 22C è un isotopo radioattivo, finora il più pesante scoperto, del carbonio avente 6 protoni e 16 neutroni. Decade ad azoto con emissione di un elettrone e di un neutroni. Il carbonio-22 ha una emivita molto breve che non ne permette alcun utilizzo pratico.
Tabella degli isotopi
Massa atomica standard: 12,0107(8) u
| Simbolo | Z | N | Massa isotopica (u) | Emivita | Spin nucleare |
Tipo di decadimento |
Prodotto di decadimento |
Abbondanza isotopica |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 8C | 6 | 2 | 8.037675(25) | 2,0(4)×10−21 s | 0 | 2p | 6Be | |
| 9C | 6 | 3 | 9.0310367(23) | 126.5(9) ms | +3/2 | β+ (60%) | 9B | |
| β+, p (23%) | 8Be | |||||||
| β+, α (17%) | 5Li | |||||||
| 10C | 6 | 4 | 10.0168532(4) | 19.290(12) s | 0 | β+ | 10B | |
| 11C | 6 | 5 | 11.0114336(10) | 20.334(24) min | -3/2 | β+ | 11B | |
| 12C | 6 | 6 | 12 esatto | STABILE | 0 | 98,93(8)% | ||
| 13C | 6 | 7 | 13.0033548378(10) | STABILE | -1/2 | 1.07(8)% | ||
| 14C | 6 | 8 | 14.003241989(4) | 5,70(3)×103 anni | 0 | β- | 14N | < 10−12% |
| 15C | 6 | 9 | 15.0105993(9) | 2.449(5) s | +1/2 | β- | 15N | |
| 16C | 6 | 10 | 16.014701(4) | 0.747(8) s | 0 | β-, n (97.9%) | 15N | |
| β- (2.1%) | 16N | |||||||
| 17C | 6 | 11 | 17.022586(19) | 193(5) ms | +3/2 | β- (71.59%) | 17N | |
| β-, n (28.41%) | 16N | |||||||
| 18C | 6 | 12 | 18.02676(3) | 92(2) ms | +3/2 | β- (68.5%) | 18N | |
| β-, n (31.5%) | 17N | |||||||
| 19C | 6 | 13 | 19.03481(11) | 46.2(23) ms | +1/2 | β-, n (47.0%) | 18N | |
| β- (46.0%) | 19N | |||||||
| β-, 2n (7.0%) | 17N | |||||||
| 20C | 6 | 14 | 20.04032(26) | 16(3) ms | 0 | β-, n (72.0%) | 19N | |
| β- (28,0%) | 20N | |||||||
| 21C | 6 | 15 | 21.04934(54) | <30 ns | +1/2 | n | 20C | |
| 22C | 6 | 16 | 22.05720(97) | 6.2(13) ms | 0 | β- | 22N | - |
Collegamenti esterni
- (EN) Wolfram Alpha LLC, Carbon-12 - WolframAlpha Computational Knowledge Engine, su wolframalpha.com. URL consultato il 24 giugno 2011.
- (EN) Wolfram Alpha LLC, Carbon-13 - WolframAlpha Computational Knowledge Engine, su wolframalpha.com. URL consultato il 24 giugno 2011.
- (EN) Wolfram Alpha LLC, Carbon-14 - WolframAlpha Computational Knowledge Engine, su wolframalpha.com. URL consultato il 24 giugno 2011.
- P. Bosco, A. Giovannini, G. Plancher, M. Vulcan, Atomi, isotopi, datazioni radiometriche, su ips.it. URL consultato il 24 giugno 2011.
- (EN) Wolfram Alpha LLC, Carbon-15 - WolframAlpha Computational Knowledge Engine, su wolframalpha.com. URL consultato il 25 giugno 2011.
- (EN) Wolfram Alpha LLC, Carbon-16 - WolframAlpha Computational Knowledge Engine, su wolframalpha.com. URL consultato il 25 giugno 2011.
| Controllo di autorità | LCCN (EN) sh85020091 · J9U (EN, HE) 987007283488505171 |
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