Carbono-12 - Carbon-12

O carbono-12 ( ¹² C) é o mais abundante dos dois isótopos estáveis de carbono (o carbono-13 é o outro), totalizando 98,93% do elemento carbono na Terra; sua abundância se deve ao processo triplo alfa pelo qual é criado nas estrelas. O carbono-12 é de particular importância em seu uso como o padrão a partir do qual as massas atômicas de todos os nuclídeos são medidas, portanto, sua massa atômica é exatamente 12 daltons por definição. O carbono-12 é composto de 6 prótons , 6 nêutrons e 6 elétrons .

História

Antes de 1959, tanto o IUPAP quanto o IUPAC usavam oxigênio para definir a toupeira ; os químicos definindo o mol como o número de átomos de oxigênio com massa de 16 g, os físicos usando uma definição semelhante, mas apenas com o isótopo de oxigênio-16 . As duas organizações concordaram em 1959/60 em definir o mol da seguinte maneira.

A toupeira é a quantidade de substância de um sistema que contém tantas entidades elementares quanto átomos em 12 gramas de carbono 12; seu símbolo é "mol".

Foi adotado pelo CIPM (Comitê Internacional de Pesos e Medidas) em 1967 e, em 1971, foi adotado pela 14ª CGPM (Conferência Geral de Pesos e Medidas) .

Em 1961, o isótopo carbono-12 foi selecionado para substituir o oxigênio como o padrão em relação ao qual os pesos atômicos de todos os outros elementos são medidos.

Em 1980, o CIPM esclareceu a definição acima, definindo que os átomos de carbono-12 estão desassociados e em seu estado fundamental .

Em 2018, a IUPAC especificou o mol como exatamente 6.022 140 76 × 10 ²³ "entidades elementares". O número de moles em 12 gramas de carbono-12 tornou-se uma questão de determinação experimental.

Estado de Hoyle

O estado de Hoyle e possíveis formas de decadência.

O estado de Hoyle é um estado excitado, sem spin e ressonante do carbono-12. É produzido por meio do processo triplo-alfa , e sua existência foi prevista por Fred Hoyle em 1954. A existência do estado de ressonância de 7,7 MeV do estado de Hoyle é essencial para a nucleossíntese de carbono em estrelas que queimam hélio e prevê uma quantidade de produção de carbono em um ambiente estelar que corresponde às observações. A existência do estado de Hoyle foi confirmada experimentalmente, mas suas propriedades precisas ainda estão sendo investigadas.

O estado de Hoyle é povoado quando um núcleo de hélio-4 se funde com um núcleo de berílio-8 em um ambiente de alta temperatura (10 ⁸ K ) com hélio densamente concentrado (10 ⁵ g / cm ³ ). Este processo deve ocorrer dentro de 10 ⁻¹⁶ segundos como consequência da meia-vida curta de ⁸ Be. O estado de Hoyle também é uma ressonância de curta duração com meia-vida de2,4 × 10 ⁻¹⁶ segundos; ele decai principalmente em suas três partículas alfa constituintes , embora 0,0413% dos decaimentos (ou 1 em 2.421,3) ocorram por conversão interna no estado fundamental de ¹² C.

Em 2011, um cálculo ab initio dos estados de baixa altitude do carbono-12 encontrou (além do estado fundamental e do spin-2 excitado ) uma ressonância com todas as propriedades do estado de Hoyle.

Purificação isotópica

Os isótopos de carbono podem ser separados na forma de gás dióxido de carbono por reações de troca química em cascata com carbamato de amina .

Veja também

• Constante de avogadro
• Carbon-11
• Carbon-13
• Carbon-14
• Isótopos de carbono
• Diamante isotopicamente puro
• Mole (unidade)

Referências

links externos

• Jenkins, David; Kirsebom, Oliver (07/02/2013). “O segredo da vida” . Physics World . Página visitada em 2021-08-27 .