Gli isotopi sono un modo per differenziare fra gli atomi di un elemento, che non sono solitamente tutti esattamente lo stesso. L'elemento carbonio ha sette diversi tipi di isotopi atomici, che possono essere radioattivi. Il carbonio ha il simbolo scientifico "C" e chimici studiano nel campo della chimica organica.
Carbonio
Il carbonio è un elemento che è molto comune in natura. Gli organismi viventi utilizzano il carbonio in processi essenziali e l'elemento è anche onnipresente nel suolo, disciolto in acqua come carbonato e nell'aria come biossido di carbonio.
Differenziazione dell'isotopo
Ogni elemento è costituito da particelle molto piccole. Le particelle sono chiamate elettroni, protoni e neutroni, a seconda della loro carica elettrica. Gli elettroni sono negativi, protoni sono positivi e neutroni sono neutrali. Ogni elemento ha una determinata quantità di protoni nel nucleo e carbonio ha sei protoni, che gli dà sei è il numero atomico. Tuttavia, ogni atomo dell'elemento può avere una varietà di neutroni nel nucleo.
Ogni atomo ha anche un peso atomico, che è calcolato basato sulla massa delle particelle presenti. Gli elettroni sono molto più leggeri di protoni o neutroni così il peso atomico è approssimativamente calcolato come il numero di protoni e neutroni, che l'atomo ha.
Isotopi di carbonio
Pesi atomici di carbonio può variare da 9 a 15, il che significa che può avere tre-nove neutroni nel nucleo. Questi pesi atomici sono notati utilizzando "C" seguita dal peso. Il più comune isotopo del carbonio è C-13, che è stabile. Tutti gli altri isotopi sono radioattivi.
Usi degli isotopi di carbonio
Come ogni radioattivo carbonio isotopo decade (emana di particelle e si trasforma in un altro elemento) ad un tasso diverso, gli scienziati possono utilizzano il tasso di decadimento previsto per calcolare quanti anni ha una particolare sostanza carbonio-contenenti. Maggior parte dei isotopi di carbonio decadono molto rapidamente, con la metà degli atomi cambiando in pochi secondi o minuti (il tempo di dimezzamento), ma C-14 ha un'emivita di 5.730 anni. Analizzando la quantità di C-14 in un campione rispetto al suo prodotto di degradazione, azoto-14, gli scienziati possono capire la data dei campioni che sono tra i 500 e i 50.000 anni.
Piante possono anche avere diverse firme isotopiche. Ad esempio, alcune piante, come il grano, hanno altre molecole con tre atomi di carbonio isotopo leggero e alcune erbe hanno molecole più quattro più pesante isotopica carboni. Gli scienziati possono capire di che tipo di cibo un animale mangia, o mangiato in passato, analizzando i tipi di carbonio presente nel corpo dell'animale dalla sua dieta.