산소 동위 원소
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산소는 자연에서 세 가지의 안정 동위 원소(16O, 17O, 18O)가 존재한다. 이외에 원자량 12~26 사이에 총 11가지의 방사성 동위 원소가 존재하며, 모두 반감기가 짧은 편이다. 방사성 동위 원소 중에서 가장 안정한 15O는 반감기가 122.24초이다.
산소의 표준 원자량은 15.9994(3)u이다.
산소의 안정 동위 원소
[편집]자연에 존재하는 산소는 16O, 17O, 18O로 이루어져 있다. 이들 중 16O의 자연존재비가 99.762%인데, 다른 동위 원소들에 비해 풍부한 이유는 항성 진화 과정에서 생성되는 주요 생성물인데다가 삼중알파과정 및 네온 연소 과정을 통해 많은 양이 합성되기 때문이다. 17O는 CNO 순환 과정에서 주로 생성되므로 수소가 풍부한 별에서 잘 생성되며 18O는 역시 CNO 순환에서 풍부하게 생성되는 물질인 14N가 헬륨 원자핵을 포획하여 생성되므로 헬륨이 풍부한 별에서 잘 생성된다.
한편, 16O와 18O의 비율을 연구하면 고기후학에 응용하여 과거의 기후를 알아낼 수 있다.
표
[편집]| 핵자 수 |
Z(p) | N(n) | 동위 원소 질량 (u) |
반감기 | 붕괴 방식 | 붕괴 생성 동위 원소 |
핵자 스핀 |
자연계에 존재하는 동위 원소 범위 (몰 분율) |
자연계에 존재하는 최대 범위 (몰 분율) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 12O | 8 | 4 | 12.034262(26) | >6.3 *10^-20s |
2p (60%) | 10C | 0+ | ||
| p (40%) | 11N | ||||||||
| 13O | 8 | 5 | 13.024815(10) | 8.58(5) ms | β+ (89.1%) | 13N | (3/2−) | ||
| β+, p (10.9%) | 12C | ||||||||
| 14O | 8 | 6 | 14.00859636(12) | 70.261(14) s | β+ | 14N | 0+ | ||
| 15O | 8 | 7 | 15.0030656(5) | 122.24(16) s | β+ | 15N | 1/2− | ||
| 16O | 8 | 8 | 15.99491461957(17) | 안정 | 0+ | 0.99757(16) | 0.99738–0.99776 | ||
| 17O | 8 | 9 | 16.9991317565(7) | 안정 | 5/2+ | 3.8(1)×10−4 | 3.7×10−4–4.0×10−4 | ||
| 18O | 8 | 10 | 17.9991596129(8) | 안정 | 0+ | 2.05(14)×10−3 | 1.88×10−3–2.22×10−3 | ||
| 19O | 8 | 11 | 19.003580(28) | 26.464(9) s | β− | 19F | 5/2+ | ||
| 20O | 8 | 12 | 20.0040754(9) | 13.51(5) s | β− | 20F | 0+ | ||
| 21O | 8 | 13 | 21.008655(13) | 3.42(10) s | β− | 21F | (5/2)+ | ||
| 22O | 8 | 14 | 22.00997(6) | 2.25(9) s | β− (>78.0%) | 22F | 0+ | ||
| β−, n (<22.0%) | 21F | ||||||||
| 23O | 8 | 15 | 23.0157(1) | 97(8) ms | β−, n (93%) | 22F | 1/2+ | ||
| β−, n (7%) | 23F | ||||||||
| 24O | 8 | 16 | 24.01986(12) | 65(5) ms | β−, n (58%) | 23F | 0+ | ||
| β− (42%) | 24F | ||||||||
| 25O | 8 | 17 | 25.02936(12) | 2.8(5) *10^-20s | n | 24O | 3/2+# | ||
| 26O | 8 | 18 | 26.03729(17) | 90*10^-20s | 2n | 24O | 0+ | ||
