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: .) del carbonio avente 6 protoni e 9 neutroni. La tendenza è che un neutrone divenga un protone, con emissione di un elettrone: 15C → e- + 15N + 9.772 MeV

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: .) 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): 16C → n + e+ + 15N + 5.52137 MeV 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 (): 16C → e+ + 16N → e+ + 16O 16C → 16O + 2e+ (reazione complessiva)

16C → e+ + 16N → e+ + α + 12C 16C → 12C + 2e+ + α (reazione complessiva)

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)Tra parentesi è indicata l'incertezza sulle ultime cifre, che denota una deviazione standard. Emivita Spin nucleare Tipo didecadimento Prodottodi decadimento Abbondanzaisotopica 8C 6 2 8.037675(25) 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 esattoL'unità di massa atomica è definita come 1/12 della massa di un atomo di 12C allo stato fondamentale STABILE 0 98,93(8)% 13CIl rapporto tra 12C e 13C è usato come misura della produttività biologica dei tempi antichi e per analizzare tipi diversi di fotosintesi. 6 7 13.0033548378(10) STABILE -1/2 1.07(8)% 14CTrova un uso importante nella Datazione radiometrica 6 8 14.003241989(4) 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 -

Note

Altri progetti

Collegamenti esterni

Carbonio