主要区别 – 碳 12 与碳 14

一些元素可以以不同的形式存在，称为同位素。元素的同位素包含相同数量的电子和质子，但不同数量的中子。因此，即使它具有相同的元素，它们的质量也是不同的。元素的质量数是其原子核中中子和质子的总和。因此，同位素由它们的质量数表示。例如，碳是一种以三种形式存在的元素；换言之，碳具有三种同位素：碳-12、碳-13和碳-14。碳 12 的质量数为 12，因为它包含 6 个中子和 6 个质子。同样，碳 13 同位素包含 7 个中子和 6 个质子，而碳 14 同位素包含 8 个中子和 6 个质子。大多数具有同位素的元素都有一种主要同位素在自然界中大量存在，而其余同位素则以很小的比例存在。因此，在考虑元素的相对原子质量时，通常假设相对质量数等于主要或丰富存在的同位素的质量数。 碳 12 和碳 14 同位素之间的主要区别在于它们的稳定性; 碳12同位素比碳14更稳定.

涵盖的关键领域

1.什么是碳12 – 定义、结构、属性 2.什么是碳14 – 定义、结构、属性 3.碳12和碳14有什么区别 – 主要差异的比较

关键术语：同位素、碳、碳同位素、质量数、中子、碳 12、碳 14、放射性、阿伏伽德罗常数

什么是碳12

碳 12 同位素是最丰富的碳同位素，约占所有天然碳的 98.89%。它存在于所有生物系统中。碳 12 原子核中包含 6 个中子和 6 个质子。碳 12 同位素是稳定的，没有放射性。因此，与碳 14 不同，它不会衰变。碳 12 原子用于定义相对原子质量标度，其中将其他原子的质量与碳 12 同位素原子的质量进行比较。这里，碳 12 作为标准原子。元素的相对原子质量 (RAM) 显示在元素周期表中。就像 RAM 一样，摩尔基于碳 12 同位素。以 12.00 g 碳 12 中的原子数作为定义摩尔的标准。发现 12 克碳 12 中的确切原子数为 6.02 × 10²³.意大利化学家阿梅迪奥·阿伏伽德罗 (Amedeo Avogadro) 在 19 世纪发现了这个数字。这个数字被定义为 阿伏伽德罗常数.阿伏伽德罗常数的单位是mol^-1.

什么是碳14

碳14是碳的不稳定同位素，含有8个中子和6个质子；因此质量数为 14。与碳的其他同位素不同，碳 14 具有放射性；因此，它会随着时间衰减。碳 14 同位素约占所有天然碳的 0.01%。碳 14 的衰变作用是自发的。碳 14 衰变形成氮 14 原子。生物体在光合作用或食用有机物时会获得碳 14。当生物体死亡时，它停止吸收碳 14 源。这样，碳 14 开始衰变，并在大约 5730 年内变成其初始数量的一半，这被称为碳 14 的半衰期。可以测量剩余的碳 14 量，并将其与大多数活体标本中存在的量进行比较。通过这样做，科学家们可以使用碳 14 来确定化石的年龄。然而，碳 14 应用于 50, 000 年以上的化石，因为碳 14 同位素的放射性在 50, 000 年后变得非常缓慢。

图 1：碳 14 的形成和衰变

碳 12 和碳 14 之间的区别

质量数

碳 12： 碳 12 的质量数是十二。

碳 14： 碳 14 的质量数是十四。

原子中的中子数

碳 12： 碳 12 有六个中子。

碳 14： 碳 14 有八个中子。

稳定

碳 12： 碳 12 是稳定的。

碳 14： 碳 14 不稳定。

放射性

碳 12： 碳 12 没有放射性。

碳 14： 碳 14 具有放射性。

应用

碳 12： 碳 12 是所有生物系统的基石。

碳 14： 碳 14 用于测量可追溯到 50, 000 年的化石的年龄。

同位素分布

碳 12： 碳 12 存在于 99% 的天然碳中。

碳 14： 碳 124 占所有天然碳的不到 0.01%。

结论

碳 12 和碳 14 是碳的两种同位素。碳 12 是最丰富的碳同位素，由于没有放射性而稳定。然而，碳 14 由于其放射性而不稳定。因为碳 14 在生物系统中很少被发现。这就是碳 12 和碳 14 之间的区别。

参考：

1.布赖索普特，吉姆。物理学（帕尔格雷夫基础系列）。 N.p.：帕尔格雷夫·麦克米伦；2010 年。印刷。 2.克诺尔，苏珊。学习原子。北卡罗来纳州格林斯博罗：马克吐温媒体，2004 年。印刷。

图片提供：

1.“碳 14 的形成和衰变”，作者 C14_methode_physikalische_grundlagen.svg：Sgbeerderivative 工作：NikNaks 谈话 – 画廊 – 维基百科 – C14_methode_physikalische_grundlagen.svg（CC BY-SA 3.0）通过 Commons Wikimedia