第06章 稳定同位素地球化学ppt课件.ppt

《第06章 稳定同位素地球化学ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第六章稳定同位素地球化学第五章稳定同位素地球化学第一节基本概念及分馏机理第二节同位素地质温度计第三节氢、氧同位素地球化学第四节碳同位素地球化学第五节硫同位素地球化学第一节基本概念及分馏机理基本概念同位素分溜机理基本概念稳定同位素及其丰度什么是稳定同位素?具有相同的质子数但不同的中子数的元素没有放射性P=6N=6P=6N=7Carbon-12Carbon-13OxygenH2O16O8protons8neutrons16O+18O+8protons10neutrons绝对丰度：是指某一同位素在所有各种稳定同位素总量中的相对份额，常已以同位素与1H（取1H＝1012）或28Si（取2

2、8Si＝106）的比值表示。相对丰度：某种元素的各种同位素所占的原子百分比。影响同位素丰度的因素：与核合成有关的过程与放射性衰变有关的过程同位素分馏13Cand12Cabundances12C=98.89%ofatmosphericC13C=1.11%ofatmosphericC13C=lessthan1.11%ofplantcarbonIsotopeHalfLifeC-1120.3minutesC-12StableC-13StableC-145730yearsC-152.5secondsOtherStableIsotopesIsotopeAbundanceHydrogen99.

3、9844%Deuterium0.0156%Nitrogen-1499.64Nitrogen-150.36Oxygen-1699.763Oxygen-170.0375Oxygen-180.1995SulfurPhosphorousElementIsotopeAbundanceStandardHydrogen1H2H0.9998440.000156StandardMeanOceanWaterCarbon12C13C0.988890.01111PeeDeeBelemniteNitrogen14N15N0.996340.00366AirOxygen16O17O18O0.997550.00

4、0390.00206SMOWorPDBSulphur32S33S34S36S0.94930.00760.04290.0002CanyonDiabloTroiliteCalcium40Ca42Ca43Ca44Ca46Ca48Ca0.969410.006470.001350.020860.000040.00187NIST915a(CaF2)2、同位素效应及其分溜同位素效应－由于不同同位素的造成分子的质量差，这种质量差会引起该分子在物理和化学性质上的差异。同位素分溜－是指在一系统中，某元素的同位素以不同的比值分配到两种物质或物相中的现象。3.同位素分溜系数αIsotopefractio

5、nation,a4.同位素组成－δ值Delta-permil:d-‰‰VSMOW5.千分分溜（1000lnα）和同位素分溜值Δ第一节基本概念及分馏机理基本概念稳定同位素分溜机理二、稳定同位素分溜机理同位素分馏效应：由于同位素质量不同，引起单质或化合物在物理、化学性质上发生变化的现象即同位素效应同位素分馏效应的分类：物理效应热力学效应动力学效应同位素热力学平衡分溜同位素热力学平衡分溜是指体系经过同位素热力学平衡交换反应而达到平衡状态时，同位素在两种分子或化合物间的分馏。同位素交换反应分类：同位素分子变种之间的歧化反应：同种化学分子的不同同位素分子间的交换H2+D22HD；H2O＋

6、D2O2HDO简单的同位素交换：同位素在不同分子间的交换DCl+HBrHCl＋DBr复杂的同位素交换：在不同的分子间进行反应，每种分子又因歧化反应，又有不同的同位素分子。如氨（NH3、NH2D、NHD2）与水（H2O、HDO、D2O）同位素交换反应的特点同位素交换反应是可逆的反应前后的分子数和化学组成都不发生改变，只有同位素浓度在组分间发生改变；同位素交换反应的热效应小，比化学反应的热效应小2-4个数量级，因此，同位素交换反应基本是恒温下进行的；平衡常数（K)是温度的常数，但由于热效应趋于0，平衡常数变化很小，当T趋于无穷大时，K≈1。平衡常数和分溜系数的计算根据同位素交换反

7、应的同位素分子浓度计算热力学方程计算lnK＝－ΔG°/RT影响同位素平衡分馏的主要因素：温度如理想气体间同位素分溜系数随温度变化近似下列公式：lnα1/T2lnα1/T化学键性质一般，离子电位高和原子质量小的离子所形成的键具有高的振动频率，重同位素优先富集在较强的化学键中。结构不同的影响：重同位素富集在比较紧密堆积的或者有序度高的结构中；同一矿物中的不同键合位置中，化学键的强度相差愈大，同位素分馏也愈显著；二、稳定同位素分溜机理同位素分馏效应：同位素热力学平衡分溜同位素动力学