《同位素基础》PPT课件

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1、同位素在生态学研究中的应用15N14N第一章12C14C13C1内容提要l同位素简史l基本概念l同位素效应l同位素分析结果的表达和标准同位素分离与制备13C214C12C1同位素简史1.1同位素的预言l1808，J.Dalton的原子学说：保持元素化学性质的最小单位，不可分割；同一元素的所有原子在性质上都是一样的；同一化合物的复杂原子性质也是一样的，其质量是组成原子的质量之和l原子量测量：1815，W.Prout氢母质说：原子可分；实验误差1858，J.Dumas1/4氢母质说：精密测量其学生J.Stas：更精密测量，否定

2、13C314C12Cl1869，门捷列夫周期表：按原子量和按性质排序间的矛盾，碘(126.91)和碲(127.61)，氩(39.9)和钾(39.1)，钴(58.94)和镍(58.69)l1881，А.М.Бутлеров应该假设原子量在一定条件下在一定范围内变动l1886，W.Crookes亚原子说：meta-element，预言同位素存在，并可根据轻重不同用分馏法分开13C414C12C1.2同位素的发现l1896，H.Becquerel发现放射性：铀使底片感光l1897，J.J.Thomson发现电子：阴极射线就是电子

3、l1898，居里夫妇发现镭(226Ra)：之后，钍(232Th)和钋(210Po)l分离放射性元素：陆续发现新的元素，如钍X，镭C，锕X，新钍I等Ø1902，分离出了30多种元素Ø周期表无法容纳13C514C12C镧57La58Ce59Pr60Nd61Pm62Sm63Eu64Gd65Tb66Dy67Ho68Er69Tm70Yb系镧铈镨钕钷钐铕钆铽镝钬铒铥镱锕89Ac90Th91Pa92U93Np94Pu95Am96Cm97Bk98Cf99Es100Fm101M102No系锕钍镤铀镎钚镅*锔*锫*锎*锿*镄*d钔*锘13C6

4、14C12Cl1906，B.B.Boltwood：放射性不同的元素的化学性质相同，如射钍和钍，新钍I和镭，混合后难以分离l1910，F.Soddy同位素假说：存在放射性不同而物理化学性质相同的化学元素变种，它们应处于周期表的同一位置l1911，J.J.Thomson磁分析器：氖有两种同位素F.W.Aston分离氖同位素：天然氖气反复扩散分离，22Ne(20.28)和20Ne(20.15)13C714C12C磁分析器的原理Thomas的磁分析器13C814C12C磁分析器上显示20Ne和22Ne的抛物线13C914C12Cl

5、1914，进一步证实同位素的存在：T.W.Richards和F.Soddy测定镭、钍衰变形成的铅和普通铅的原子量l1919，F.W.Aston质谱仪：71种元素中发现了202种同位素l1924-1929，光谱法：发现13C、15N、17O、18Ol1931，H.Schüler原子光谱：普通铊由两种同位素组成203Tl和205Tll1931，H.C.Urey,F.G.Brickwedde和G.M.Murphy发现氘：14K蒸馏，光栅光谱分析13C1014C12CDH氘的光谱13C1114C12Cl1947，Nier开发了灵敏

6、的同位素比例质谱仪l1947，Bigeleisen和Mayer发展了同位素分馏理论l1950，McKinney等改进质谱仪：可分辨0.1‰的差异13C1214C12CGrahamFarquharJamesEhleringerLeonelHenrySternbergThode13CCharlesKeeling13DanYakir12C14C内容提要l同位素简史l基本概念l同位素效应l同位素分析结果的表达和标准同位素分离与制备13C1414C12C二、基本概念2.1原子和原子核元素：物质由元素组成(1789，拉瓦锡)原子：元素

7、由原子组成，原子是保持元素化学性质的最小粒子质子原子核+++电子中子13C(电子云)1514C12Cl原子核：稳定的核不稳定的核。可自发地放射出射线，使原来的原子核转变为另一种原子核，这种现象称为放射性核衰变原子表示法：AXAX或ZX：元素的原子A：质量数14C14CZ：质子数（A-N）613C1614C12C2.2核素和同位素l核素：是指具有特定中子数、质子数和核能态，并且其平均寿命长得足以被观察到的一类原子的统称。确定的质量数、质子数；约3100种放射性核素：2800余种，农业、生物、生态环境中应用较多的有50多种稳定

8、性核素：283种，应用较多的有2H、13C、15N、31P、34S、87Sr等13C1714C12Cl同位素：核内质子数Z相同，而中子数N不同，在元素周期表中处于同一位置的一组核素互称为同位素13C1814C12C每种元素都有1种或多种放射性同位素。1H有一种，78Pt有30种13C1914C12C2.