Der Kohlenstoff-12 ist mit einer Häufigkeit von 98,93% das am häufigsten vorkommende Isotop des Elements Kohlenstoff. Darüber hinaus ist es hauptsächlich für alle Eigenschaften und Anwendungen verantwortlich, die dem Element Kohlenstoff zugeschrieben werden.
Das 12 C mit einer Atommasse von genau 12 Dalton ist eine Referenz für die Ermittlung der Atommassen der anderen Nuklide. Das 12 C- Atom besteht aus sechs Protonen, Neutronen und Elektronen; Die Masse der Elektronen wird jedoch als vernachlässigbar angesehen.
Kernnotation für das Kohlenstoff-12-Isotop. Quelle: Gabriel Bolívar
Elemente haben normalerweise Atommassen, ausgedrückt als ganze Zahlen, gefolgt von Dezimalstellen, da Elemente mehrere stabile Isotope haben können.
Daher werden die Atommassen der Elemente als gewichteter Durchschnitt der Atommassen ihrer verschiedenen Isotope ausgedrückt. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass 12 ° C eine Häufigkeit von 98,93% und 13 ° C eine Häufigkeit von 1,15% aufweist, beträgt die Atommasse von Kohlenstoff 12,011 Dalton.
Die Atommasse eines Elements wird als Durchschnitt der Atommassen seiner verschiedenen Atome in Bezug auf ein Zwölftel der Masse von 12 ° C ausgedrückt , die als einheitliche Atommasseneinheit bekannt ist. zuvor als "uma" abgekürzt und derzeit als "u".
Kernnotation
Das obere Bild zeigt die Notation oder das Kernsymbol für das Kohlenstoff-12-Isotop.
Die Beschreibung entspricht der Festlegung der Eigenschaften des Kohlenstoffatoms schlechthin. Seine Ordnungszahl 6 gibt die Anzahl der Protonen in seinem Kern an. Die Zahl 12 ist gleich der Summe der Protonen und Neutronen und ist daher die Atommasse; das ist proportional zur Kernmasse.
Und obwohl diese Notation es nicht zeigt, gibt es 6 Elektronen, die der positiven Ladung der Protonen im Kern entgegenwirken. Unter dem Gesichtspunkt chemischer Bindungen sind vier dieser sechs Elektronen diejenigen, die die Grundlagen des Lebens bilden, wie wir es kennen.
Geschichte
Daltons Forschungen (1810) zeigten, dass Wasser einen Sauerstoffanteil von 87,7% und Wasserstoff von 12,5% enthielt. Dalton wies jedoch darauf hin, dass die Formel für das Wasser OH war. Davy und Berzelius (1812) korrigierten die Formel für Wasser auf H 2 O.
Anschließend fand Berzelius die folgende Wasserzusammensetzung: Sauerstoff 88,8% und Wasserstoff 11,2%. Er ging davon aus, dass das Atomgewicht von Wasserstoff 1 g und das von Sauerstoff 16 g beträgt.
Dann erkannten sie, dass unter Verwendung des Atomgewichts von 1 g für Wasserstoff das Atomgewicht von Sauerstoff 15,9 g betragen würde. Dieser Grund führte unter anderem dazu, die Atommasse von Sauerstoff von 16 g als Referenzstandard für die Atommassen der verschiedenen chemischen Elemente festzulegen.
Sauerstoff wurde vom Ende des 19. Jahrhunderts bis 1961 als Referenzstandard verwendet, als beschlossen wurde, Kohlenstoff als Referenzstandard für die Ermittlung der Atommassen der verschiedenen Elemente zu verwenden.
Vor 1959 verwendeten IUPAP und IUPAC das Element Sauerstoff, um das Mol wie folgt zu definieren: 1 Mol ist die Anzahl der in 16 g vorhandenen Sauerstoffatome.
Allgemeine Kommentare
Von 12 C zu sprechen bedeutet , sich auf Kohlenstoff als Ganzes zu beziehen; oder mindestens 98% seines Wesens, was für eine solche Annäherung ausreicht. Aus diesem Grund hat dieses Isotop selbst keine Verwendung, während das Element als solches und die von ihm integrierten Feststoffe Hunderte von Anwendungen abdecken.
Es ist jedoch zu beachten, dass lebende Organismen dieses Isotop besonders bevorzugen als 13 ° C; Das heißt, der Prozentsatz von 13 ° C oder das Verhältnis von 12 ° C / 13 ° C variiert je nach Ökosystem, Region oder Tierart.
Dies kann möglicherweise auf die Tatsache zurückzuführen sein, dass Moleküle mit zu vielen 13 C- Atomen , die schwerer sind, Stoffwechselprozesse und die Funktion der Körperzellen behindern oder beeinträchtigen; selbst wenn der Prozentsatz von 13 ° C bei Lebewesen kaum höher als 1% war.
Daher ist 12 C das Isotop des Kohlenstoffs, das für das Leben verantwortlich ist. Und 14 C der "Zeitmesser" seiner Überreste, dank seines radioaktiven Zerfalls.
Ein weiterer indirekter Nutzen von 12 C besteht darin, einen "Kontrast" für die 13 C- Kernspinresonanzspektroskopietechnik zu erzeugen , mit der die Kohlenstoffstruktur organischer Verbindungen aufgeklärt (entdeckt und konstruiert) werden kann.
Verweise
- Phillips, Basil. (08. Juli 2019). Was ist das häufigste Isotop von Kohlenstoff? sciencing.com. Wiederhergestellt von: sciencing.com
- César Tomé López. (2019). Von den Atomgewichten. Wiederhergestellt von: kulturacientifica.com
- ElSevier. (2019). Kohlenstoff-12. ScienceDirect. Wiederhergestellt von: sciencedirect.com
- R. Schiff. (sf). Kernnotation. Wiederhergestellt von: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie. (8. Aufl.). CENGAGE Lernen.