산소-16

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인-45
칼륨-50
기본 정보
기호 16O
중성자 8
양성자 8
핵 정보
자연존재비 99.759% ( 지구 존재비 )
반감기 안정
부모 동위 원소 16N,17N,17Ne,20Na
동위 원소의 질량 15.99491461956(16) u
스핀 0
질량 과잉 -4.73700141 × 103[1][2] keV
결합 에너지 7.976206 × 103[1][2] keV

산소-16(16O)은 산소 동위 원소의 일종으로, 산소의 3가지 안정 동위 원소 중 하나이다. 원자핵은 8개의 양성자와 8개의 중성자로 구성되어 있으며, 자연존재비는 99.7% 이상이다.

존재[편집]

산소-16은 다른 산소 동위 원소에 비해 그 양이 매우 풍부하다. 이는 산소-16이 항성 진화 과정 중 삼중알파과정을 통해 생성된 탄소-12헬륨-4와 반응하여 생성되는 주요 생성물이기 때문이며[3], 네온 연소 과정을 통해 많은 양이 합성되기 때문이기도 하다[3]. 아래는 탄소-12와 헬륨-4가 반응하여 산소-16이 생성되는 반응을 나타낸 것이다.

이때 4.3 × 1010 kJ/kg에너지가 방출된다.

이러한 반응 이외에도 질소-16, 질소-17, 네온-17, 나트륨-20 등의 방사성 붕괴를 통해 산소-16이 생성되기도 한다[1].

이용[편집]

산소-16과 산소-18의 비율은 고기후학에 사용된다. 지구의 대기에서 산소 동위 원소의 비율은 산소-16이 99.759%, 산소-17이 0.037%, 산소-18이 0.204%이며, 해수에서는 산소-16을 포함한 분자가 더 가벼워 증발이 더 쉽게 일어나 비로 내릴 확률이 더 높으므로[4] 민물이나 빙하에 비해 산소-18의 비율이 약간 더 높다. 이 비율은 온도에 따라 변하는데 대체로 지구의 기온이 낮을수록 해수에서 산소-16의 비율이 낮아지고 대기 중에서는 높아진다[5]. 이 점을 이용하면 그 당시의 산소 동위 원소 비율을 보존하고 있는 빙핵(ice core)이나 해양 퇴적물을 분석하여 과거의 기후를 알아내는데 쓸 수 있다.

한편, 탄소-12원자 질량 단위로 지정되기 전까지는 1938년 국제 원자량 위원회에서 채택한 산소 1몰의 질량을 16g으로 하는 정의를 사용하였다. 그러나 물리학자들은 산소-16만을 고려한 단위를 사용한 반면 화학자들은 산소의 다른 동위 원소 비율까지 고려한 평균 원자량을 단위로 사용하였는데, 여기에 미세한 차이가 발생하였다. 1961년부터는 IUPAPIUPAC에서 탄소-12의 원자량을 정확히 12로 정의한 단위를 사용하고 있다[6].

같이 보기[편집]

가벼운 핵종
산소-15
산소
동위 원소
무거운 핵종
산소-17
어미핵종:
질소-16,질소-17
네온-17, 나트륨-20[1]
산소-16의
붕괴 사슬
없음

각주[편집]

  1. “Isotope data for Oxygen-16” (영어). 2014년 9월 8일에 확인함. 
  2. “Oxygen-16” (영어). 2014년 9월 8일에 확인함. 
  3. B. S. Meyer (September 19–21, 2005). 〈Nucleosynthesis and galactic chemical evolution of the isotopes of oxygen〉 (PDF). 《Proceedings of the NASA Cosmochemistry Program and the Lunar and Planetary Institute》. Workgroup on Oxygen in the Earliest Solar System. Gatlinburg, Tennessee. 9022. 
  4. Dansgaard, W (1964) Stable isotopes in precipitation. Tellus 16, 436-468
  5. 박준우 (2011년 9월 14일). “생명의 기체, 산소”. 2014년 9월 4일에 확인함. 
  6. 《하이탑 고등학교 화학 I》. 두산동아. 2012년 11월 15일. 56쪽. ISBN 978-89-0030-449-7.  |공저자=|저자=를 필요로 함 (도움말)