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氮的同位素

Wikipedia · 2025-11-18 维基百科 👁 1 阅读

氮（原子量：14.0067(2)）共有17個已知同位素，質量數介於10-25之間，其中有2個是穩定的，其他都具有放射性。天然存在的氮同位素有2個，分別是14N和15N，皆為穩定同位素，其中以14N占天然氮的絕大部分，豐度為99.6%。其他放射性同位素都不出現在自然界中，只有在實驗室製造出來過。

圖表
|-
| 10N
| style="text-align:right" | 7
| style="text-align:right" | 3
| 10.04165(43)
| 200(140) s
[2.3(16) MeV]
| p
|
| (2−)
|
|
|-
| 11N
| style="text-align:right" | 7
| style="text-align:right" | 4
| 11.02609(5)
| 590(210) s
[1.58(+75−52) MeV]
|
|
| 1/2+
|
|
|-
| style="text-indent:1em" | 11mN
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 740(60) keV
| 6.90(80) s
|
|
| 1/2−
|
|
|-
| rowspan=2|12N
| rowspan=2 style="text-align:right" | 7
| rowspan=2 style="text-align:right" | 5
| rowspan=2|12.0186132(11)
| rowspan=2|11.000(16) ms
| β+ (96.5%)
| **'
| rowspan=2|1+
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β+, α (3.5%)
|
|-
|
| style="text-align:right" | 7
| style="text-align:right" | 6
| 13.00573861(29)
| 9.965(4) min
| β+
| **'
| 1/2−
|
|
|-
|
| style="text-align:right" | 7
| style="text-align:right" | 7
| 14.0030740048(6)
| colspan=3 align=center|**'
| 1+
| 0.99636(20)
| 0.99579–0.99654
|-
| 15N
| style="text-align:right" | 7
| style="text-align:right" | 8
| 15.0001088982(7)
| colspan=3 align=center|穩定
| 1/2−
| 0.00364(20)
| 0.00346–0.00421
|-
| rowspan=2|16N
| rowspan=2 style="text-align:right" | 7
| rowspan=2 style="text-align:right" | 9
| rowspan=2|16.0061017(28)
| rowspan=2|7.13(2) s
| β− (99.99%)
| **'
| rowspan=2|2−
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β−, α (.001%)
| **'
|-
| rowspan=3|17N
| rowspan=3 style="text-align:right" | 7
| rowspan=3 style="text-align:right" | 10
| rowspan=3|17.008450(16)
| rowspan=3|4.173(4) s
| β−, n (95.0%)
| **'
| rowspan=3|1/2−
| rowspan=3|
| rowspan=3|
|-
| β− (4.99%)
| **'
|-
| β−, α (.0025%)
| **'
|-
| rowspan=3|18N
| rowspan=3 style="text-align:right" | 7
| rowspan=3 style="text-align:right" | 11
| rowspan=3|18.014079(20)
| rowspan=3|622(9) ms
| β− (76.9%)
| **'
| rowspan=3|1−
| rowspan=3|
| rowspan=3|
|-
| β−, α (12.2%)
|
|-
| β−, n (10.9%)
| **'
|-
| rowspan=2|19N
| rowspan=2 style="text-align:right" | 7
| rowspan=2 style="text-align:right" | 12
| rowspan=2|19.017029(18)
| rowspan=2|271(8) ms
| β−, n (54.6%)
| **'
| rowspan=2|(1/2−)
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β− (45.4%)
|
|-
| rowspan=2|20N
| rowspan=2 style="text-align:right" | 7
| rowspan=2 style="text-align:right" | 13
| rowspan=2|20.02337(6)
| rowspan=2|130(7) ms
| β−, n (56.99%)
| 19O
| rowspan=2|
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β− (43.00%)
| 20O
|-
| rowspan=2|21N
| rowspan=2 style="text-align:right" | 7
| rowspan=2 style="text-align:right" | 14
| rowspan=2|21.02711(10)
| rowspan=2|87(6) ms
| β−, n (80.0%)
| 20O
| rowspan=2|1/2−#
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β− (20.0%)
| 21O
|-
| rowspan=2|22N
| rowspan=2 style="text-align:right" | 7
| rowspan=2 style="text-align:right" | 15
| rowspan=2|22.03439(21)
| rowspan=2|13.9(14) ms
| β− (65.0%)
| 22O
| rowspan=2|
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β−, n (35.0%)
| 21O
|-
| 23N
| style="text-align:right" | 7
| style="text-align:right" | 16
| 23.04122(32)#
| 14.5(24) ms
[14.1(+12−15) ms]
| β−
| 23O
| 1/2−#
|
|
|}

氮-14
氮-14是氮的穩定同位素之一，占了天然氮的99.636%，是最普遍的氮同位素。

氮-14是非常少见的（都是七个），而且是唯一一个成为該元素最丰富同位素的奇-奇核素。每个质子和中子都贡献了自旋±1/2，形成了自旋为1的氮-14核。

和所有原子序数超过3（锂）的元素一样，氮-14和氮-15在宇宙中的来源是恒星核合成，是碳氮氧循环中的一个必经核素。

氮-14是天然存在的放射性同位素碳-14的来源。在高层大气中，一些宇宙射线造成涉及氮-14的核反应，形成碳-14，会衰变成氮-14，半衰期5730±40年。

氮-15
氮-15是氮的穩定同位素之一，在自然界中較為稀有，僅占天然氮的0.364%。两种形成氮-15的来源分别是氧-15的正电子发射和碳-15的贝塔衰变。氮-15是所有同位素中中子俘获截面最低的核素之一。

氮-15频繁在NMR里被使用（）。不像更常见的氮-14，具有整数自旋，因此具有四极矩，15N的自旋不是整数（3/2）。这为NMR提供了优势，例如更窄的线宽。

是研究氮循环的一个方法。

參考文獻

** Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. [http://amdc.in2p3.fr/web/nubase_en.html 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 [http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/ NuDat 2.1 database] (retrieved Sept. 2005).
* David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition*, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.

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