Care este cel mai comun izotop al carbonului?

Nucleul fiecărui atom elementar conține protoni, neutroni și electroni. Deși fiecare element are în mod normal un număr egal de protoni și electroni, numărul de neutroni poate varia. Când atomii unui singur element precum carbonul au un număr diferit de neutroni și, prin urmare, mase atomice diferite, aceștia sunt numiți „izotopi”. La fel ca multe alte elemente, carbonul are un izotop foarte comun și alte câteva care sunt destul de rar.

Cel mai comun izotop de carbon este carbon-12. Numele său înseamnă că nucleul său conține șase protoni și șase neutroni, pentru un total de 12. Pe Pământ, carbonul 12 reprezintă aproape 99% din carbonul natural. Oamenii de știință folosesc unități de masă atomică sau amu pentru a măsura masa elementelor. Carbon-12 are un amu de exact 12.000. Acest număr este standardul de referință pentru măsurarea masei atomice a tuturor celorlalți izotopi.

Ceilalți doi izotopi de carbon naturali sunt carbon-13, care cuprinde aproximativ 1% dintre toți izotopii de carbon și carbonul 14, care reprezintă aproximativ două trilioane de procente naturale carbon. „13” din carbonul 13 indică faptul că nucleul izotopului conține șapte neutroni în loc de șase. Carbon-14, desigur, conține opt neutroni. Oamenii de știință au creat, de asemenea, izotopi de carbon artificiali variind de la carbon-8 la carbon-22, dar utilizările practice ale acestor izotopi instabili sunt limitate.

Organismele vii prezintă o preferință pentru carbon-12 față de carbon-13 și, prin urmare, absorb niveluri disproporționat de ridicate de carbon-12. Astfel, oamenii de știință pot studia raportul dintre carbonul 13 și carbonul 12 din miezurile de gheață și inelele arborilor pentru a estima concentrațiile anterioare de dioxid de carbon atmosferic. În mod similar, climatologii pot urmări acest raport în apa de mare pentru a studia ratele de absorbție a dioxidului de carbon din ocean.

Spre deosebire de carbon-12 și carbon-13, carbon-14 este radioactiv. În timp, izotopii radioactivi se degradează și eliberează o anumită cantitate de radiații. Fiecare organism viu preia dioxid de carbon, care include o cantitate mică de carbon-14. După ce organismul moare, carbonul-14 din corpul său se degradează treptat. Deoarece oamenii de știință știu rata la care carbon-14 se descompune, ei pot examina nivelurile de carbon-14 din organismele antice pentru a estima când au trăit. Această tehnică se numește datarea cu carbon.