窒素の同位体

窒素は、原子番号7の元素であり、地球上の生命にとって不可欠な要素です。窒素には複数の同位体が存在し、その中でも特に重要なのは安定同位体である窒素14と窒素15です。窒素14は天然に存在する窒素の大部分を占めており、窒素15はそれよりもわずかに重い同位体です。

放射性同位体

窒素には、上記2つの安定同位体の他に、原子量が10から25までの14種類の放射性同位体と1種類の核異性体が確認されています。これらの放射性同位体は非常に短寿命であり、最も半減期が長い窒素13でも9.965分しかありません。他の放射性同位体はさらに短く、7.15秒以下、中には1秒の1/8以下のものもあります。特に、窒素10は半減期が約2.3マイクロ秒と最も短いです。

放射性同位体の崩壊モードとしては、原子量が14以下のものは炭素の同位体に、原子量が15以上のものは酸素の同位体に崩壊する傾向があります。

標準原子量

窒素の標準原子量は、14.0067(2) uと定義されています。これは、天然に存在する窒素同位体の存在比に基づいて計算された平均的な原子量です。

同位体データについて

同位体データは、実験値だけでなく、体系的な傾向から導き出された推定値も含まれています。特に、核スピンのデータに関しては、明確なデータが得られていない場合には括弧書きで示されています。数値の誤差は、同位体の構成と標準原子質量に関してはIUPACが公表する誤差で表記されており、それ以外の値は標準偏差で示されています。

天然における同位体存在比は、質量数の変化によって制限され、地球上のどの場所でもほぼ同じ範囲に収まるはずです。

参考文献

本記事の情報は以下の文献に基づいています。

Ame2003 Atomic Mass Evaluation by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report). Pure Appl. Chem. Vol. 75, No. 6, pp. 683-800, (2003) and Atomic Weights Revised (2005).
The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties, Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database (retrieved Sept. 2005).
* CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005).

これらの情報源は、同位体の質量、存在比、半減期、核スピンなど、窒素の同位体に関する包括的なデータを提供しています。これらのデータは、核物理学や化学の分野で重要な基礎情報として活用されています。

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