Wie erkennt man den Unterschied zwischen Isotopen?


Antwort 1:

Ich bin mir nicht sicher, was der Kontext hier ist. . . aber weiter.

Radioaktive Isotope haben unterschiedliche Halbwertszeiten. So unterscheiden wir zwischen (sagen wir) U-235 und U-238 (U: Uran). Sie haben ganz andere Halbwertszeiten. Wikipedia-Artikel zu den verschiedenen chemischen Elementen listen typischerweise bekannte Isotope eines Elements zusammen mit gemessenen Halbwertszeiten auf. (Jedes chemische Element hat mindestens ein radioaktives Isotop.) So wurden Isotope erstmals entdeckt. Chemiker haben im ersten Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts die verschiedenen Reihen des radioaktiven Zerfalls ausgehend von U-235, U-238 und Th-232 (Th: Thorium) untersucht. Zuerst dachten sie, dass jede einzelne radioaktive Spezies ein separates Element sei. Sie fanden jedoch viel zu viele radioaktive Arten für den im Periodensystem zwischen Wismut und Uran verfügbaren Platz. Radon war besonders problematisch, da es (glaube ich) drei verschiedene Radonisotope unter diesen drei Zerfallsreihen gibt. Und Radon war besonders leicht zu erkennen, da es ein Gas war, das von der festen Probe ausging. Chemiker schlugen mindestens zwei Namen vor, das bekannte Radon und auch Niton. Schließlich erkannten sie, dass all diese Emanationen dasselbe Element waren, nur verschiedene Isotope. Siehe den Wikipedia-Artikel über Radon.

Ein Massenspektrometer trennt die verschiedenen Isotope eines chemischen Elements. Ich denke, sie können auch (langsam) durch fraktionierte Destillation getrennt werden. Ich glaube, auf diese Weise erhalten Lieferanten von Elementen oder Verbindungen, die mit einem bestimmten Isotop angereichert sind, diese.

Aber warum sollte jemand auf die Kosten und den Aufwand gehen, O-17 von O-16 oder C-13 von C-12 zu trennen? Dies führt zu der interessantesten Art und Weise, wie man zwischen Isotopen unterscheiden kann. Jedes Isotop hat seinen eigenen Kernspin. Und so liefert C-13 in einem NMR-Spektrometer andere Ergebnisse als C-12; Tatsächlich hat C-12 einen Kernspin von 0 und liefert somit kein NMR-Signal. Aber (glücklicherweise) hat eine winzige Fraktion von Kohlenstoffatomen einen C-13-Kern mit einem Spin von 1/2 und zeigt daher ein Signal im NMR-Spektrometer. Somit wird dieses Bit von C-13 sehr nützlich, da man aus ihren C-13-NMR-Spektren viel über eine unbekannte organische Verbindung und über die chemische Struktur oder organische Moleküle im Allgemeinen lernen kann.