Sauerstoff-Isotope

Liste, Daten und Eigenschaften aller bekannten natürlichen und künstlichen Sauerstoff-Isotope sowie radioaktive Zerfallsprodukte bzw. Zwischenprodukte.




Allgemeines

Sauerstoff

 

In der Natur treten drei stabile Isotope des chemischen Elements Sauerstoff auf, von denen das Nuklid 16O mit einem Anteil von über 99,7 % das Häufigste ist:

 

Natürliches Sauerstoff
Isotopengemisch:
O-Isotop 16OO-Isotop 17OO-Isotop 18O
Atommasse [u]:15,99915,994914620(2)16,999131757(5)17,999159613(6)
Anteil:100 %99,76 %0,04 %0,20 %
Schwankung:99,738 - 99,776 %0,0367 - 0,0400 %0,187 - 0,222 %
Halbwertszeit:stabilstabilstabil

 

Durch Schwankungen im Isotopenverhältnis des natürlichen Sauerstoffs variiert die Atommasse im Bereich von 15,99903 bis 15,99977 u.

Die Zahl der bislang bekannten instabilen, radioaktiven Sauerstoffisotope liegt zur Zeit bei 14; hier ist das Isotop 15O mit einer Halbwertszeit von knapp über 2 Minuten das Langlebigste.

Die Quelle für den Hauptteil des Sauerstoff-16-Isotops liegt in stellaren Prozessen. Als primäres Isotop entsteht der Sauerstoff am Ende der Helium-Fusionskette. Sauerstoff-17 hingegen resultiert als Nebenprodukt beim sogenannten Wasserstoffbrennen der Sterne (CNO-Zyklus), Sauerstoff-18 entsteht durch Reaktion von 14N- mit 4He-Kernen.

In der NMR-Spektroskopie ist der 17O-Kern mit einem Kernspin von 5/2 messbar; die anderen natürlichen Isotope sind NMR-inaktiv.

Von den instabilen Sauerstoffkernen findet das Isotop 15O Anwendung in der Positronen-Emissions-Tomographie.

 

Isotopentabelle: Sauerstoff

Isotop Z A N Name Nuklidmasse Zerfall (radioaktiver Zerfall) Spin μ AE Mehr A-Nuk
Nu Isotopenmasse Halbwertszeit Zerfallsart Anteil Energie I (h/2π) Info
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
12O8124Sauerstoff-1212,034404897(19824)580(30) × 10-24 sp ? 11N0+AL
13O8135Sauerstoff-1313,024814683(10226)8,58(5) msε zu 13N
β+, p zu 12C
17,767 MeV
-
(3/2-)1,389AL
14O8146Sauerstoff-1414,008596359(117)70,606(18) sε zu 14N100 %5,144 MeV0+AL
15O8157Sauerstoff-1515,003065618(526)122,24(16) sε zu 15N2,754 MeV1/2-0,7189(8)AL
16O8168Sauerstoff-1615,994914620(2)stabil0+AL 16N
17O8179Sauerstoff-1716,999131757(5)stabil5/2+- 1,89379(9)AL 17N
17F
18O81810Sauerstoff-1817,999159613(6)stabil0+AL 18N
18F
19O81911Sauerstoff-1919,003578742(2958)26,88(5) sβ- zu 19F100 %4,821 MeV5/2+1,5320AL 19N
20O82012Sauerstoff-2020,004075354(950)13,51(5) sβ- zu 20F100 %3,8136 MeV0+AL
21O82113Sauerstoff-2121,008654882(12882)3,42(10) sβ- zu 21F100 %8,1096 MeV(5/2+)AL
22O82214Sauerstoff-2222,009964211(61107)2,25(9) sβ- zu 22F
β-, n zu 21F
> 88 %
< 22 %
6,4882 MeV
1,2579 MeV
0+AL
23O82315Sauerstoff-2323,015695922(96629)ca. 82 msβ- zu 23F
β-, n zu 22F
68,3 %
31,7 %
11,311 MeV
3,7560 MeV
1/2+AL
24O82416Sauerstoff-2424,019861000(118000)65(5) msβ- zu 24F
β-, n zu 23F
41,88 %
58,12 %
10,941 MeV
7,1195 MeV
0+AL
25O82517Sauerstoff-25- ungelistet -AL
26O82618Sauerstoff-2626,037728(160)0+AL

 

Erläuterungen zu den einzelnen Spalten:

1 - Symbol mit Nukleonenzahl.
2 - Z = Anzahl der Protonen (Ordnungszahl).
3 - Massenzahl A.
4 - N = Anzahl der Neutronen.
5 - Bezeichnung des Sauerstoff-Isotops.
6 - Relative Nuklidmasse bzw. Atomgewicht des Sauerstoff-Nuklids bezogen auf 12C = 12,00000 [2].
7 - Zerfall: Halbwertszeiten des Sauerstoff-Isotops mit a = Jahre; ; d = Tage; h = Stunden; min = Minuten; s = Sekunden.
8 - Zerfall: Zerfallsart in die jeweiligen Tochternuklide mit n = Neutronenemission; p = Protonenemission; α = Alpha-Zerfall; ß- = Beta-Minus-Zerfall unter Elektronenemission; EE = Elektroneneinfang; ß+ = Positronenemission; ε = ß+ und/oder EE; Iso = Isomerieübergang; CZ = Cluster-Zerfall; SZ = Spontanzerfall.
9 - Zerfall: Zerfallsart in Prozent (%).
10 - Zerfall: Zerfallsenergie; Partikelenergie bezogen auf Zerfallsart.
11 - Kernspin I, Einheit: h/2π.
12 - Kernmagnetisches Moment μmag.
13 - AE = Anregungsenergie für metastabile Kerne.
14 - Sonstige Informationen und Hinweise: AL = Weitere Niveaus, so genannte Adopted Levels (Verlinkung auf externe Daten [1]).
15 - Ausgangsnuklide: Mögliche, angenommene oder tatsächliche Ausgangs-Nuklide (Mutternuklide, Elternnuklide). Die entsprechenden Zerfalls-Modi sind gegebenenfalls bei den jeweiligen Ausgangsnukliden zu finden.

Sonstige:

()- Eingeklammerte Ziffern: Unsicherheit zur Darstellung der Streubreite des angegebenen Wertes.
~ - Theoretische Werte oder systematische Trends.
  - ungelistet-: Nuklide, die in der Literatur bereits erwänhnt wurden, aber aus irgendwelchen Gründen in den aktuellen Nuklidtabellen nicht mehr zu finden sind, weil sich deren Entdeckung z. B. nicht bestätigt hat.

 

NMR-aktive Sauerstoff-Nuklide

Nuklid Natürlicher Spin Kernmagnetisches Gyromagnetisches Quadrupol Resonanz- Relative Empfindlichkeit Anmerkung
Symbol Anteil Moment Verhältnis Moment frequenz bezogen auf 1H = 1,000
in % I μ/μN 107 rad T-1 s-1 Q fm-2 v0 bei 1 T H0 = const. v0 = const.
17O0,04 %5/2+- 1,89379(9)- 3,6279- 2,5585,77420,029101,5822

 

Strahlenschutz

Für den Umgang mit den Radionukliden des Sauerstoffs gelten gemäß Strahlenschutzverordnung (StrlSchV 2001) folgende Werte (Spalten 1 bis 7):

Symbol Nuklid Freigrenze HRQ-Schwelle OFK Tochternuklide Radiotoxizitätsklasse Halbwertszeit Biologische Kritische
Aktivität Spezifische
Aktivität
im Gleichgewicht lt. StrlSchV Halbwertszeit Organe
15OO-15109 Bq100 Bq/g< 10 Minuten

(HRQ = Hochradioaktive Quellen; OFK = Oberflächenkontamination)

 

Kernisobare Nuklide des Sauerstoffs

Zu den Sauerstoffkernen isobare Nuklide befinden sich in der jeweiligen Tabellenzeile; Z = Ordnungszahl; A = Nukleonenzahl (Massenzahl).

 

Z:345678910111213141516
ALiBeBCNOFNeNaMgAlSiPS
1212Li12Be12B12C12N12O
1313Be13B13C13N13O
1414Be14B14C14N14O14F
1515Be15B15C15N15O15F
1616Be16B16C16N16O16F16Ne
1717B17C17N17O17F17Ne
1818B18C18N18O18F18Ne18Na
1919B19C19N19O19F19Ne19Na19Mg
2020C20N20O20F20Ne20Na20Mg
2121C21N21O21F21Ne21Na21Mg21Al
2222C22N22O22F22Ne22Na22Mg22Al22Si
2323N23O23F23Ne23Na23Mg23Al23Si
2424N24O24F24Ne24Na24Mg24Al24Si24P
2525N25O25F25Ne25Na25Mg25Al25Si25P
2626O26F26Ne26Na26Mg26Al26Si26P26S

 

Kernisotone Nuklide des Sauerstoffs

Zu den Sauerstoff-Kernen isotone Nuklide befinden sich in der jeweiligen Tabellenzeile; N = Anzahl der Neutronen.

Z:12345678910111213141516171819202122232425
NHHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArKCaScTiVCrMn
45H6He7Li8Be9B10C11N12O
56H7He8Li9Be10B11C12N13O14F
68He9Li10Be11B12C13N14O15F16Ne
79He10Li11Be12B13C14N15O16F17Ne18Na19Mg
810He11Li12Be13B14C15N16O17F18Ne19Na20Mg21Al22Si
912Li13Be14B15C16N17O18F19Ne20Na21Mg22Al23Si24P
1014Be15B16C17N18O19F20Ne21Na22Mg23Al24Si25P26S
1115Be16B17C18N19O20F21Ne22Na23Mg24Al25Si26P27S28Cl
1216Be17B18C19N20O21F22Ne23Na24Mg25Al26Si27P28S29Cl30Ar
1318B19C20N21O22F23Ne24Na25Mg26Al27Si28P29S30Cl31Ar32K
1419B20C21N22O23F24Ne25Na26Mg27Al28Si29P30S31Cl32Ar33K34Ca
1521C22N23O24F25Ne26Na27Mg28Al29Si30P31S32Cl33Ar34K35Ca36Sc
1622C23N24O25F26Ne27Na28Mg29Al30Si31P32S33Cl34Ar35K36Ca37Sc38Ti
1724N25O26F27Ne28Na29Mg30Al31Si32P33S34Cl35Ar36K37Ca38Sc39Ti40V41Cr42Mn
1825N26O27F28Ne29Na30Mg31Al32Si33P34S35Cl36Ar37K38Ca39Sc40Ti41V42Cr43Mn

 

Quellen und Hinweise

Eigenschaften der Sauerstoff-Isotope

[1] - NuDat: National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory, based on ENSDF and the Nuclear Wallet Cards.

[2] - G. Audi et. al.: The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties. Nuclear Physics, 2003, DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.

 

Sauerstoff NMR Eigenschaften: 17O-NMR

[3] - N. J. Stone: Table of nuclear magnetic dipole and electric quadrupole moments. Atomic Data and Nuclear Data Tables, 2005, DOI 10.1016/j.adt.2005.04.001.

[4] - Pekka Pyykkö: Year-2008 nuclear quadrupole moments. Molecular Physics, 2008, DOI 10.1080/00268970802018367.

[5] - Isotopenhäufigkeiten, Atommassen und Isotopenmassen: Siehe unter dem jeweiligen Stichwort.

 


Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 21. September 2017.







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