同位素

同位素的基本概念

元素的原子核（核素）是由一定数目的质子和中子所组成。凡是原子核内质子数相同而中子数不同的原子，因为它们具有基本相同的化学性质并在元素周期表上占有同一位置，故称为同位素。通常用式子 表示同位素，其中X代表元素的符号；下角码Z为原子序数；A为原子质量数，它等于质子（p）和中子（n）的总数（A=p+n）。例如氢加同位素氕、氘、氚的原子核组成分别表示为： 左下角数字除了表示原子序数外，还表示原子核里的质子数。中子数目为（A-Z）。因 原子序数相同，而原子质量数不同，所以氢元素为同位素（表5-1）。表5-1　氢的同位素按同位素产生的条件可分为天然同位素和人工同位素。天然同位素系指宇宙起源的原子核的同位素，如T、D、14C、18O等。人工同位素是通过核反应方法人为制造出的同位素，如人工氚（T）、60Co等。按同位素原子核结构的稳定性又可分为稳定同位素和非稳定同位素（放射性同位素）。稳定同位素是指原子核不能自发地发生改变的同位素，而非稳定同位素则与此相反，即使不受外在原因的作用，核的结构也能自发地发生变化，转变为另一种元素的同位素。在变化过程中，它从原子核内放出粒子或射线衰变后，最后转为稳定同位素。环境同位素包括自然环境中原来存在的同位素和在各种人工核反应过程中，进入自然环境的人工同位素。目前，自然界已发现有92种元素，其同位素大约有1000种以上，但是在水文地质工作中，最常用的是轻元素的同位素，主要有：氢同位素（1H,2H,3H）、氧同位素（160,180）、碳同位素（12C,13C,14C）、氮同位素（14N,15N）和硫同位素（32S,34S）等。氢、氧是组成水的元素，而碳、硫、氮是地下水中的常见元素。研究这些元素的同位素对查明地下水的成因等都有重要意义。近年来，某些重元素的同位素也受到人们的重视，如铀、镭、钍、锶等。限于篇幅，我们这里只介绍氢、氧、碳同位素。

同位素是什么

同位素是指具有相同原子序数但质量数（或中子数）不同的核素。根据物理特性不同，同位素可分成放射性同位素和稳定性同位素，其中放射性同位素经历着本身的衰变进程，并放射出辐射能，是不稳定的，具有物理半衰期；稳定性同位素无放射性，物理性质稳定。

同位素相关知识点：

1、同位素：具有相同原子序数但质量数不同的核素。

2、稳定性同位素：指质子数相同，中子数不同且无放射性的元素。

3、标记化合物：用放射性核素或稳定核素取代化合物分子中的一种或几种原子使之能被识别并可用于示踪的化合物。

4、示踪剂：具有某些明显特性而易于辨别的物质。将少量该物质与另一物质相混合或附着于此物质时，待测物质的分布状况或其所在位置就能被确定。

5、丰度：同位素原子数（或摩尔数）对该元素总原子数（或摩尔数）的比例。

6、天然丰度：在一种元素中特定同位素天然存在的丰度。

7、同位素示踪剂：与被示踪元素相同而同位素组成或能态不同的示踪剂。

8、同位素稀释分析：在样品中加入一定量已知丰度的某元素的同位素（或包含该同位素的物质），通过测定混合物前后它在样品中的丰度，从而求得样品中该元素（或该物质）含量的分析方法。

9、同位素效应：由于质量或自旋等核性质的不同而造成的同一元素的同位素原子（或分子）之间物理和化学性质的差异。

10、原子质量：一种中性原子处于基态的静止质量。

常见同位素有哪些

常见的拥有同位素的元素是氢、氧、碳、氮，它们的同位素分别是：

1、氢的同位素有氕、氘、氚三种，原子核内分别有0个、1个、2个中子；

2、氧的同位素有氧16、氧17、氧18三种，原子核内分别有8个、9个、10个中子；

3、碳的同位素有碳12、碳13、碳14三种，原子核内分别有6个、7个、8个中子；

4、氮的同位素有氮14、氮15两种，原子核内分别有7个、8个中子。