يعتبر الكربون 12 هو أكثر نظائر عنصر الكربون وفرة بنسبة 98.93٪. بالإضافة إلى ذلك ، فهو المسؤول الرئيسي عن جميع الخصائص والتطبيقات المنسوبة إلى عنصر الكربون.
إن 12 درجة مئوية بكتلة ذرية تساوي 12 دالتون بالضبط ، هي مرجع لتأسيس الكتل الذرية للنويدات الأخرى. تتكون ذرة C 12 من ستة بروتونات ونيوترونات وإلكترونات. ومع ذلك ، تعتبر كتلة الإلكترونات ضئيلة.
التدوين النووي لنظير الكربون 12. المصدر: غابرييل بوليفار
عادةً ما تحتوي العناصر على كتل ذرية معبرًا عنها بأعداد صحيحة ، متبوعة بكسور عشرية ، لأن العناصر يمكن أن تحتوي على عدة نظائر مستقرة.
لذلك ، يتم التعبير عن الكتل الذرية للعناصر كمتوسط مرجح للكتل الذرية لنظائرها المختلفة. مع الأخذ في الاعتبار أن 12 درجة مئوية بها وفرة 98.93٪ ، و 13 درجة مئوية وفرة 1.15٪ ، فإن الكتلة الذرية للكربون هي 12.011 دالتون.
يتم التعبير عن الكتلة الذرية لعنصر ما على أنها متوسط الكتل الذرية لذراته المختلفة بالنسبة إلى واحد على اثني عشر كتلة 12 درجة مئوية ، والمعروفة باسم وحدة الكتلة الذرية الموحدة ؛ تم اختصارها سابقًا كـ "uma" ، وحاليًا كـ "u".
التدوين النووي
تُظهر الصورة العلوية الترميز أو الرمز النووي لنظير الكربون 12.
إن وصفه هو نفس تحديد خصائص ذرة الكربون بامتياز. يشير رقمه الذري 6 إلى عدد البروتونات في نواته. العدد 12 يساوي مجموع البروتونات والنيوترونات ، وبالتالي فهو الكتلة الذرية ؛ الذي يتناسب مع الكتلة النووية.
وعلى الرغم من أن هذا الترميز لا يوضح ذلك ، إلا أن هناك 6 إلكترونات تقاوم الشحنة الموجبة للبروتونات في النواة. من وجهة نظر الروابط الكيميائية ، فإن أربعة من هذه الإلكترونات الستة هي التي تحدد أسس الحياة كما نعرفها.
التاريخ
أشار بحث دالتون (1810) إلى أن الماء يحتوي على نسبة أكسجين تبلغ 87.7٪ وهيدروجين بنسبة 12.5٪. لكن دالتون أشار إلى أن صيغة الماء هي OH. قام ديفي وبرزيليوس (1812) بتصحيح صيغة الماء إلى H 2 O.
بعد ذلك ، وجد Berzelius التركيبة المائية التالية: الأكسجين 88.8٪ والهيدروجين 11.2٪. واعتبر أن الوزن الذري للهيدروجين هو 1 غرام ووزن الأكسجين 16 غرام.
ثم أدركوا أنه باستخدام الوزن الذري 1 جرام للهيدروجين ، فإن الوزن الذري للأكسجين سيكون 15.9 جرام. هذا السبب ، من بين أمور أخرى ، أدى إلى تحديد الكتلة الذرية للأكسجين البالغة 16 جم كمعيار مرجعي للكتل الذرية للعناصر الكيميائية المختلفة.
تم استخدام الأكسجين كمعيار مرجعي من نهاية القرن التاسع عشر حتى عام 1961 ، عندما تقرر استخدام الكربون كمعيار مرجعي لتحديد الكتل الذرية للعناصر المختلفة.
قبل عام 1959 ، استخدم IUPAP و IUPAC عنصر الأكسجين لتحديد الخلد على النحو التالي: 1 مول هو عدد ذرات الأكسجين الموجودة في 16 جم.
التعليقات العامة
إن الحديث عن 12 درجة مئوية يعني الإشارة إلى الكربون ككل ؛ أو على الأقل 98٪ من جوهرها ، وهو ما يكفي لمثل هذا التقريب. هذا هو السبب في أن هذا النظير نفسه ليس له فائدة ، بينما العنصر على هذا النحو ، والمواد الصلبة التي يتكامل معها ، تغطي مئات التطبيقات.
ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن الكائنات الحية لها تفضيل خاص لهذا النظير عن 13 درجة مئوية ؛ أي أن النسبة المئوية 13 درجة مئوية أو نسبة 12 درجة مئوية / 13 درجة مئوية تختلف باختلاف النظم الإيكولوجية أو المناطق أو الأنواع الحيوانية.
قد يكون هذا بسبب حقيقة أن الجزيئات التي تحتوي على عدد كبير جدًا من ذرات C 13 ، والتي تكون أثقل ، تعيق أو تضعف عمليات التمثيل الغذائي وعمل خلايا الجسم ؛ حتى لو كانت نسبة 13 درجة مئوية في الكائنات الحية أعلى بقليل من 1٪.
لذلك ، 12 C هو نظير الكربون المسؤول عن الحياة. و 14 ج "مقياس الوقت" من بقاياها ، وذلك بفضل اضمحلالها الإشعاعي.
فائدة أخرى غير مباشرة لـ 12 درجة مئوية هي إنشاء "تباين" لتقنية التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي 13 درجة مئوية ، والتي يمكن من خلالها توضيح التركيب الكربوني للمركبات العضوية (اكتشافها وبناءها).
المراجع
- فيليبس ، باسل. (08 يوليو 2019). ما هو أكثر نظائر الكربون شيوعًا؟ sciencing.com. تم الاسترجاع من: sciencing.com
- سيزار تومي لوبيز. (2019). من الأوزان الذرية. تم الاسترجاع من: Culturacientifica.com
- إلسفير. (2019). الكربون 12. ScienceDirect. تم الاسترجاع من: sciencedirect.com
- R. السفينة. (سادس). التدوين النووي. تم الاسترجاع من: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- ويتن ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). كيمياء. (الطبعة الثامنة). سينجاج ليرنينج.